Comment l'intestin influence-t-il les maladies neurologiques ?

Résumé du 16.05.2018 de http://neurosciencenews.com

Les chercheurs examinent le rôle joué par les bactéries intestinales dans le développement de troubles neurologiques. En utilisant des modèles murins de la sclérose en plaques, lila ont découvert que les composés générés par la dégradation du tryptophane peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique et activer des voies anti-inflammatoires qui limitent la neurodégénérescence. L'activation de ces voies a également été associée aux cancers d'Alzheimer et du cerveau.

Source: Brigham et l'hôpital des femmes.

Une étude publiée cette semaine dans Nature jette un nouvel éclairage sur la connexion entre l'intestin et le cerveau, démêlant l'interaction complexe qui permet aux sous-produits de micro-organismes vivant dans l'intestin d'influencer la progression des maladies neurodégénératives. Les chercheurs du Brigham and Women's Hospital (BWH) ont utilisé des modèles animaux et des cellules humaines de patients pour identifier les acteurs clés de cette connexion ainsi que les mécanismes d'interaction entre les cellules immunitaires et les cellules du cerveau. Leur nouvelle publication définit une voie qui pourrait aider à orienter les thérapies pour la sclérose en plaques et d'autres maladies neurologiques.

Cette nouvelle recherche se concentre sur l'influence des microbes intestinaux sur deux types de cellules jouant un rôle majeur dans le système nerveux central : la microglie et les astrocytes. Les microglies font partie intégrante du système immunitaire de l'organisme. Elles sont chargées de nettoyer le système nerveux central et d'éliminer les plaques, les cellules endommagées et les autres substances qui doivent l'être. Cependant, la microglie peut également sécréter des composés qui induisent des propriétés neurotoxiques sur les astrocytes, des cellules en forme d'étoile présentes dans le cerveau. Ces dommages sont soupçonnés de contribuer à de nombreuses maladies neurologiques, y compris la sclérose en plaques.

Les chercheurs de l'hôpital Brigham ont déjà exploré cette connexion pour mieux comprendre la sclérose en plaques. Bien que certaines études aient examiné le rôle potentiel de sous-produits d'organismes vivant dans l'intestin dans le déclenchement de l'inflammation cérébrale, la présente étude est la première à rapporter comment les produits microbiens peuvent agir directement sur la microglie pour prévenir cette inflammation. L'équipe rapporte que les sous-produits que les microbes produisent lorsqu'ils décomposent le tryptophane, un acide aminé présent dans la dinde et d'autres aliments, peuvent limiter l'inflammation dans le cerveau en agissant sur la microglie.

Pour mener leur étude, les chercheurs ont examiné les microbes intestinaux et l'influence des changements dans le régime alimentaire dans un modèle murin de la maladie. Ils ont découvert que les composés résultant de la dégradation du tryptophane peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique, activant une voie anti-inflammatoire qui limite la neurodégénérescence. Les chercheurs ont également étudié des échantillons de cerveau humain de sclérose en plaques, y trouvant des preuves de la même voie d'action.

L'activation de cette même voie a récemment été associée à la maladie d'Alzheimer et au glioblastome. Le Centre Ann Romney pour les maladies neurologiques, dont Quintana fait partie, réunit des experts afin d'accélérer le traitement de ces maladies, ainsi que la sclérose en plaques, la maladie de Parkinson et la SLA (aussi appelée maladie de Lou Gehrig). « Il est probable que les mécanismes que nous avons découverts soient pertinents pour d'autres maladies neurologiques en plus de la sclérose en plaques », a déclaré Quintana. « Ces idées pourraient nous guider vers de nouvelles thérapies contre la SP et d'autres maladies. »

Quintana et ses collègues ont l'intention d'approfondir leurs recherches sur les liens entre les maladies neurologiques, et ils optimisent également les petites molécules ainsi que les probiotiques pour identifier d'autres éléments participant à la voie et de nouvelles thérapies.

http://neurosciencenews.com/gut-neurological-diseases-9065/

abstract

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0119-x

doi:10.1038/s41586-018-0119-x

Contrôle microglial des astrocytes en réponse à des métabolites microbiens

by Veit Rothhammer, Davis M. Borucki, Emily C. Tjon, Maisa C. Takenaka, Chun-Cheih Chao, Alberto Ardura-Fabregat, Kalil Alves de Lima, Cristina Gutiérrez-Vázquez, Patrick Hewson, Ori Staszewski, Manon Blain, Luke Healy, Tradite Neziraj, Matilde Borio, Michael Wheeler, Loic Lionel Dragin, David A. Laplaud, Jack Antel, Jorge Ivan Alvarez, Marco Prinz & Francisco J. Quintana in Nature. Published May 16 2018.

La microglie et les astrocytes modulent l'inflammation et la neurodégénérescence du système nerveux central (SNC) 1,2,3. Les microglies modulent les activités pro-inflammatoires et neurotoxiques dans les astrocytes, mais les mécanismes impliqués ne sont pas complètement compris4,5. Nous rapportons ici que le TGFα et le VEGF-B produits par la microglie régulent les activités pathogènes des astrocytes dans le modèle expérimental de souris de l'encéphalomyélite auto-immune (EAE) de la sclérose en plaques. Le TGFα dérivé de la microglie agit via le récepteur ErbB1 dans les astrocytes pour limiter leurs activités pathogènes et le développement de l'EAE. Inversement, le VEGF-B microglial déclenche la signalisation de FLT-1 dans les astrocytes et aggrave l'EAE.

Le VEGF-B et le TGFα participent également au contrôle microglial des astrocytes humains. En outre, l'expression de TGFα et VEGF-B dans les cellules CD14 + est en corrélation avec le stade de la lésion de la sclérose en plaques. Enfin, les métabolites du tryptophane alimentaire produit par la flore commensale contrôlent l'activation microgliale et la production de TGFα et de VEGF-B, modulant le programme transcriptionnel des astrocytes et l'inflammation du SNC par un mécanisme médié par le récepteur aryl-hydrocarbone. En résumé, nous avons identifié des régulateurs positifs et négatifs qui interviennent dans le contrôle microglial des astrocytes. De plus, ces résultats définissent une voie à travers laquelle les métabolites microbiens limitent les activités pathogènes de la microglie et des astrocytes, et suppriment l'inflammation du SNC. Cette voie peut guider de nouvelles thérapies pour la sclérose en plaques et d'autres troubles neurologiques.