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Comment l'intestin influence 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, les chercheurs 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 liée 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 de Brigham and Women's Hospital (BWH) ont utilisé des modèles animaux et des cellules humaines de patients pour démêler les acteurs clés impliqués dans la connexion intestin-cerveau ainsi que dans la diaphonie entre les cellules immunitaires et les cellules du cerveau. Leur nouvelle publication définit une voie qui peut aider à guider les thérapies pour la sclérose en plaques et d'autres maladies neurologiques.


La nouvelle recherche se concentre sur l'influence des microbes intestinaux sur deux types de cellules qui jouent 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 de se débarrasser des plaques, des cellules endommagées et d'autres substances qui doivent être éliminées. Mais la microglie peut également sécréter des composés qui induisent des propriétés neurotoxiques sur les cellules du cerveau en forme d'étoile appelées astrocytes. On pense que ces dommages contribuent à de nombreuses maladies neurologiques, y compris la sclérose en plaques.


Les chercheurs de Brigham ont déjà exploré la connexion intestin-cerveau pour mieux comprendre la sclérose en plaques. Bien que certaines études aient examiné comment les sous-produits des organismes vivant dans l'intestin peuvent favoriser l'inflammation dans le cerveau, la présente étude est la première à rapporter comment les produits microbiens peuvent agir directement sur la microglie pour prévenir l'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 par leur influence sur la microglie.


Pour mener leur étude, l'équipe de recherche a examiné les microbes intestinaux et l'influence des changements dans le régime alimentaire dans un modèle murin de la sclérose en plaques. 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, en trouvant des preuves de la même voie et des joueurs.


L'activation de cette même voie a récemment été liée à la maladie d'Alzheimer et au glioblastome. Le Centre Ann Romney pour les maladies neurologiques, dont Quintana fait partie, réunit des experts pour accélérer le traitement de ces maladies, ainsi que la sclérose en plaques maladie de Parkinson et SLA (maladie de Lou Gehrig). "Il est probable que les mécanismes que nous avons découverts sont 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'étudier plus avant les liens avec les maladies neurologiques, et ils optimisent également les petites molécules ainsi que les probiotiques pour identifier d'autres éléments qui participent 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.