Les scientifiques ont découvert pour la première fois un lien fonctionnel entre les bactéries dans les intestins et la maladie de Parkinson.
Les changements dans la composition des populations bactériennes de l'intestin - ou peut-être même des bactéries intestinales - contribuent activement à la détérioration de la motricité qui est la caractéristique de cette maladie, et peuvent même en être la cause. Les résultats ont des implications profondes pour le traitement de la maladie de Parkinson, disent les chercheurs.
La maladie de Parkinson touche 1 million de personnes aux États-Unis et jusqu'à 10 millions dans le monde, ce qui en fait la deuxième maladie neurodégénérative la plus courante. Les caractéristiques comprennent des tremblements et des difficultés à marcher, l'agrégation d'une protéine appelée alpha-synucléine (?Syn) dans les cellules du cerveau et de l'intestin, et la présence de molécules inflammatoires appelées cytokines dans le cerveau. De plus, 75 pour cent des personnes atteintes de la maladie présentent des anomalies gastro-intestinales, principalement de la constipation.
"L'intestin est un foyer permanent d'une communauté diversifiée de bactéries bénéfiques et parfois nocives, connues sous le nom de microbiome, qui est important pour le développement et la fonction des systèmes immunitaire et nerveux", explique Sarkis Mazmanian, professeur de microbiologie à La technologie.
"Remarquablement, 70 pour cent de tous les neurones dans le système nerveux périphérique - c'est-à-dire, pas le cerveau ou la moelle épinière - sont dans les intestins, et le système nerveux de l'intestin est directement relié au système nerveux central par le nerf vague. Parce que les problèmes gastro-intestinaux précèdent souvent les symptômes moteurs de nombreuses années, et parce que la plupart des cas de MP sont causés par des facteurs environnementaux, nous avons émis l'hypothèse que les bactéries dans l'intestin peuvent contribuer à la maladie de Parkinson.
Souris sans germes
Pour tester cela, les chercheurs ont utilisé des souris qui produisent trop de ?Syn et présentent des symptômes de la maladie de Parkinson. Un groupe de souris possédait un consortium complexe de bactéries intestinales ; les autres, appelées souris sans germes, ont été élevées dans un environnement totalement stérile et étaient donc dépourvues de bactéries intestinales. Les chercheurs ont demandé aux deux groupes de souris d'effectuer plusieurs tâches pour mesurer leurs capacités motrices, comme courir sur des tapis roulants, traverser une poutre et descendre d'un poteau. Les souris sans germes ont obtenu des résultats nettement meilleurs que les souris dotées d’un microbiome complet.
"C'était le moment" eureka "."
«C'était le moment de l'eureka», explique Timothy Sampson, chercheur postdoctoral en biologie et en génie biologique et premier auteur de l'article dans la revue. Cellule. « Les souris étaient génétiquement identiques ; les deux groupes gagnaient trop ?Syn. La seule différence était la présence ou l’absence de microbiote intestinal. Une fois le microbiome supprimé, les souris ont des capacités motrices normales, même avec la surproduction de « Syn ».
"Les trois traits distinctifs de la maladie de Parkinson ont disparu dans les modèles sans germes", dit Sampson. "Maintenant, nous étions tout à fait confiants que les bactéries intestinales régulent et sont même nécessaires pour les symptômes de la maladie de Parkinson. Donc, nous voulions savoir comment cela se passe. "
Fermé la boucle
Lorsque les bactéries intestinales dégradent les fibres alimentaires, elles produisent des molécules appelées acides gras à chaîne courte (AGCC), comme l'acétate et le butyrate. Des recherches antérieures ont montré que ces molécules peuvent également activer des réponses immunitaires dans le cerveau.
Ainsi, les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’un déséquilibre dans les niveaux d’AGCC régule l’inflammation cérébrale et d’autres symptômes de la MP. En effet, lorsque des souris sans germes ont été nourries avec des AGCC, des cellules appelées microglies, qui sont des cellules immunitaires résidant dans le cerveau, ont été activées. De tels processus inflammatoires peuvent provoquer un dysfonctionnement des neurones, voire leur mort. En fait, les souris sans germes nourries avec des SCFA présentaient désormais des handicaps moteurs et une agrégation de ?Syn dans les régions du cerveau liées à la MP.
Dans un dernier ensemble d'expériences, Mazmanian et son groupe ont collaboré avec Ali Keshavarzian, un gastroentérologue à l'Université Rush de Chicago, pour obtenir des échantillons fécaux de patients atteints de MP et de témoins sains. Les échantillons de microbiome humain ont été transplantés dans des souris sans germes, qui ont alors remarquablement commencé à présenter des symptômes de la maladie de Parkinson. Ces souris ont également montré des niveaux plus élevés d'AGCC dans leurs fèces. En revanche, les échantillons de fèces transplantés provenant d'individus en bonne santé n'ont pas déclenché de symptômes de MP, contrairement aux souris hébergeant des bactéries intestinales provenant de patients atteints de la maladie de Parkinson.
"Cela a vraiment fermé la boucle pour nous", dit Mazmanian. "Les données suggèrent que les changements au microbiome intestinal sont probablement plus qu'une simple conséquence de la maladie de Parkinson. C'est une découverte provocante qui doit être étudiée plus loin, mais le fait que vous pouvez transplanter le microbiome de l'homme à la souris et transférer les symptômes suggère que les bactéries sont un contributeur majeur à la maladie. "
Les résultats ont des implications importantes pour le traitement de la maladie de Parkinson, disent les chercheurs.
"Pour de nombreuses affections neurologiques, l'approche thérapeutique conventionnelle consiste à introduire un médicament dans le cerveau. Cependant, si la MP n'est pas uniquement causée par des changements dans le cerveau, mais par des changements dans le microbiome, il se peut que vous deviez prendre des médicaments dans l'intestin pour aider les patients, ce qui est beaucoup plus facile ».
De tels médicaments pourraient être conçus pour moduler les taux d'AGCC, fournir des probiotiques bénéfiques ou éliminer les organismes nuisibles. "Ce nouveau concept peut mener à des thérapies plus sûres avec moins d'effets secondaires par rapport aux traitements actuels."
Les fonds proviennent de la Fondation Larry L. Hillblom, de la Fondation Knut et Alice Wallenberg, du Conseil suédois de la recherche, de M. et Mme Larry Field, de l'Institut de recherche médicale Heritage et des National Institutes of Health.
La source: Caltech
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