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De récentes recherches ont montré que des modifications du microbiote intestinal peuvent altérer le cerveau et le comportement. Maintenant, une étude menée par des scientifiques de l’UCLA pourrait élucider comment et pourquoi ce phénomène se produit.

Le microbiote intestinale et le comportement

Au cours de l’expérience, menée sur des souris, les chercheurs ont découvert que les microbes intestinaux peuvent exacerber les effets de la déficience cognitive en raison de la façon dont ils affectent l’hippocampe, la région du cerveau qui est essentielle pour la mémoire et l’apprentissage.

Ils ont constaté que la concentration d’un groupe de bactéries appelé Bilophila augmentait considérablement dans le microbiote intestinal de souris soumises à un régime cétogène – riche en graisses et pauvre en glucides – et privées d’oxygène par intermittence, créant ainsi un état appelé hypoxie.

Les scientifiques ont également constaté que le régime cétogène, l’hypoxie et le traitement par une espèce de Bilophila appelée Bilophila wadsworthia entraînaient une altération de l’hippocampe et, par conséquent, une réduction des capacités cognitives des souris.

Les chercheurs ont donné à plusieurs souris un régime cétogène et à d’autres un régime standard. Ensuite, toutes les souris ont reçu des niveaux réduits d’oxygène pendant cinq jours consécutifs, puis ont eu quatre jours pour récupérer. En privant les animaux d’une partie de l’oxygène, les scientifiques ont provoqué une déficience cognitive, afin d’imiter la déficience cognitive chez l’homme qui peut être causée par des maladies neurologiques ou le vieillissement.

Elles faisaient plus d’erreurs

Les scientifiques ont ensuite observé leur capacité à s’orienter dans un labyrinthe. Lorsqu’elles tentaient de trouver la sortie d’un labyrinthe, les souris soumises au régime cétogène faisaient en moyenne 30 % d’erreurs de plus que les souris soumises au régime standard. (La fourchette de différence entre les deux groupes était de 25 à 75 %).

Les chercheurs ont également évalué si les différents régimes alimentaires pouvaient à eux seuls entraîner une modification du comportement cognitif chez des souris qui n’avaient pas été privées d’oxygène. Dans cette expérience, aucune différence notable n’a été constatée dans la capacité des souris à trouver la sortie du labyrinthe selon qu’elles avaient suivi un régime cétogène ou un régime standard, ce qui indique que l’impact négatif sur les capacités cognitives ne s’est produit qu’en combinaison avec la privation d’oxygène.

Les chercheurs ont ensuite étudié ce qui se passerait s’ils appauvrissaient le microbiote des souris avant de leur administrer un régime cétogène et de les exposer à l’hypoxie. Il est intéressant de noter que les souris dont le microbiote avait été appauvri en premier ont commis beaucoup moins d’erreurs dans le labyrinthe que les souris exposées à l’hypoxie et soumises à un régime cétogène, mais dont le microbiote n’avait pas été modifié en premier.

« Cela suggère que les microbes associés au régime cétogène et à l’hypoxie pourraient contribuer aux effets néfastes sur les troubles cognitifs », a déclaré Christine Olson. Les auteurs ont déterminé que Bilophila wadsworthia modifie les gènes qui sont activés ou désactivés dans l’hippocampe, et que cette bactérie réduit la signalisation cellulaire normale dans l’hippocampe.

De futures études sur les espèces microbiennes

Les scientifiques veulent maintenant découvrir toutes les espèces microbiennes qui peuvent modifier le comportement des souris et d’autres animaux, a déclaré Elaine Hsiao. Elle ajoute qu’il sera important d’étudier plus spécifiquement comment les espèces microbiennes peuvent affecter le cerveau, par exemple par le biais de changements cellulaires qui se produisent en réponse aux microbes.

« Ces résultats mettent en évidence la capacité de différents facteurs environnementaux à interagir ensemble pour influer sur le comportement cognitif des souris », a déclaré l’auteur principal, Christine Olson, étudiante diplômée de l’UCLA.

Cette recherche a été publiée dans Cell Host & Microbe.

Source : University of California, Los Angeles
Crédit photo : iStock

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