Les bactéries intestinales s’installent-elles dans le cerveau?

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Nous savons que l’ensemble de microbes dans les intestins a des effets puissants sur notre santé. Certaines de ces mêmes bactéries, s’installent-elles dans le cerveau? Cette semaine à la réunion annuelle de la Society for Neuroscience l’attention s’est portée sur des images microscopiques à haute résolution de bactéries apparemment pénétrantes et habitantes les cellules de cerveaux humains.

Des microbes dans le cerveau ?

Ce travail est préliminaire, et ses auteurs prennent soin de noter que leurs échantillons de tissu, prélevés sur des cadavres, pourraient avoir été contaminés. Mais pour de nombreux chercheurs, la possibilité que les bactéries pourraient directement influencer les processus dans le cerveau et peut-être, provoquer des maladies neurologique – était exaltant.

”C’est le coup de la semaine », a déclaré le neuroscientifique Ronald McGregor de l’Université de Californie à Los Angeles, qui n’a pas participé à cette recherche. “C’est comme une toute nouvelle usine moléculaire du cerveau avec ses propres besoins. C’est hallucinant.”

Le cerveau est un environnement protégé, partiellement séparée du contenu de la circulation sanguine par un réseau de cellules qui entourent ses vaisseaux sanguins. Les bactéries et les virus qui parviennent à pénétrer cette barrière hémato-encéphalique peuvent causer une inflammation mortelle. Certaines recherches ont suggéré que des microbes – ceux qui vivent dans nos intestins — pourraient affecter l’humeur et le comportement et même le risque de maladie neurologique, mais par des moyens indirects.

Une relation inattendue

Par exemple, une perturbation de l’équilibre du microbiome intestinal pourrait augmenter la production d’une protéine qui causerait la maladie de Parkinson si elle remonte le nerf reliant l’intestin au cerveau. Le mardi soir, la neuroanatomiste Rosalinda Roberts, de l’Université de l’Alabama à Birmingham (UAB), a raconté aux participants une tentative de découverte qui, si elle est vraie, suggère une relation intime inattendue entre les microbes et le cerveau.

Il y a environ 5 ans, la neuroscientifique Courtney Walker, alors étudiante de premier cycle qui travaillait au laboratoire de Robert, a été fascinée par des objets en forme de bâtonnets non identifiés qui apparaissaient dans des images finement détaillées des tranches de cerveaux, capturées au microscope électronique. Roberts avait déjà vu ces formes. “Mais je les ai négligé parce que je cherchais autre chose”, dit-elle. “Je dirais  » oh, voilà encore ces choses. »

Mais Walker était tenace, et Roberts a commencé à consulter ses collègues de l’UAB. Cette année, une bactériologiste lui a donné une nouvelle inattendue: il s’agissait de bactéries. Son équipe a maintenant trouvé des bactéries quelque part dans chaque cerveau qu’ils avaient vérifié — 34 en tout — environ la moitié d’entre eux en bonne santé, et la moitié des personnes atteintes de schizophrénie.

Roberts se demandait si des bactéries du tube digestif avaient pu s’échapper des vaisseaux sanguins vers le cerveau dans les heures qui ont suivi la mort d’une personne et l’ablation du cerveau. Elle a donc examiné des cerveaux sains de souris, qui ont été préservés immédiatement après que les souris aient été tuées. Puis elle a regardé le cerveau de souris sans germes, qui sont soigneusement élevées pour être dépourvues de vie microbienne. Ils étaient uniformément propres.

De trois phylums

Le séquençage de L’ARN a révélé que la plupart des bactéries provenaient de trois phylums communes à l’intestin: le firmicutes, les proteobacteria et le bacteroidetes. Roberts ne sait pas comment ces bactéries ont pu pénétrer dans le cerveau. Elles peuvent avoir traversé des vaisseaux sanguins, voyager via les nerfs de l’intestin, ou même entrer par le nez et elle ne peut pas dire grand chose sur leur utilité ou leur nocivité.

Elle n’a vu aucun signe d’inflammation suggérant qu’elles causaient du tort, mais elle ne les a pas encore quantifiés ou n’a pas comparé systématiquement les cerveaux schizophrènes et sains. S’il s’avère qu’il y avait des différences majeures, de futures recherches pourraient examiner comment ce “microbiome du cerveau” pourrait maintenir ou menacer la santé du cerveau.

Lors du relevé initial des micrographies électroniques, l’équipe de Roberts a observé que les bactéries résidentes avaient des préférences étonnantes. Ils semblaient habiter des cellules en forme d’étoiles appelées astrocytes, qui interagissent avec les neurones et les soutiennent. En particulier, les microbes regroupés dans et autour des extrémités des astrocytes qui entourent les vaisseaux sanguins à la barrière hémato-encéphalique. Elles semblent également être plus abondantes autour des longues projections de neurones qui sont gainés par de la myéline. Roberts ne peut pas expliquer ces préférences, mais se demande si les bactéries sont attirées par la graisse et le sucre dans ces cellules cérébrales.

Pourquoi les chercheurs n’ont-ils pas vu avant des bactéries dans le cerveau? Une raison pourrait être que peu de chercheurs soumettaient des cerveaux post mortem à la microscopie électronique, explique Roberts. « Jumeler un neuroanatomiste avec une collection de cerveaux ne se produit pas très souvent.” Et les neuroscientifiques peuvent — comme ils l’ont fait jusqu’à récemment – ignorer les bactéries dans leurs échantillons.

Exclure une contamination

Roberts reconnaît que son équipe doit encore éliminer la contamination comme source de bactéries. Par exemple, des microbes provenant de l’air ou d’instruments chirurgicaux pourraient avoir pénétré dans les tissus pendant l’extraction du cerveau. Elle prévoit de chercher de telles preuves, elle veut également exclure que les solutions qui préservaient les cerveaux des souris aient introduit ou nourrit ces bactéries. Parmi les visiteurs de cette conférence, “il y avait quelques sceptiques”, note Roberts. “Même si ces bactéries n’ont jamais vraiment prospéré dans les cerveaux vivants, les modèles de leur invasion post-mortem sont intrigants, dit-elle.

Si nous avons vraiment un cerveau de microbiome “Il y a beaucoup de choses à étudier”, explique Teodor Postolache, un psychiatre à l’Université du Maryland à Baltimore. Il a étudié le parasite protozoaire Toxoplasma gondii, qui envahit le cerveau mais ne cause pas toujours des maladies. “Je ne suis pas très surpris que d’autres choses puissent vivre dans le cerveau, mais bien sûr, c’est révolutionnaire si c’est le cas”, dit-il.

Une voie pasionnante

Si ces bactéries intestinales sont une présence bénigne de routine dans et autour des cellules du cerveau elles pourraient jouer un rôle-clé dans la régulation de l’activité immunitaire du cerveau. C’est un long chemin que nous avons à faire pour le prouver. », mais “c’est une voie passionnante.”, conclut Postolache.

Source : Science

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