Des chercheurs de l’Université McMaster (Canada) ont récemment mené une expérience pour trouver la réponse à une question très concrète : si le microbiote intestinal d’une souris est altéré par des antibiotiques dès son plus jeune âge, qu’en est-il de son cerveau ?

La question pourrait a priori paraitre non-sequitur : pourquoi quelque chose qui altère l’intestin affecterait-elle le cerveau ?

Et pourtant, une équipe de chercheurs dirigée par John Bienenstock et Sophie Leclercq a découvert que l’exposition à de faibles doses d’antibiotiques affectait le cerveau des souris de façon non négligeable. Les rongeurs, exposés aux antibiotiques, présentaient une barrière hémato-encéphalique altérée et une élévation de certains médiateurs de signalisation immunitaire (les cytokines) dans le cortex frontal. Plus important encore, les antibiotiques changeaient le comportement des rongeurs : confrontés à des tâches difficiles ou à certaines situations sociales, les souriceaux agissaient différemment. Ils devenaient aussi plus agressifs que ceux qui n’avaient pas subi d’altérations dans leur microbiote intestinal.

« Nous avons utilisé des doses infimes de pénicilline — une dose pédiatrique pour une souris —, mais les effets ont été significatifs », a expliqué John Bienenstock au cours d’une interview accordée aux éditeurs GMFH. « Nous avons constaté toute sorte d’effets en matière de comportement, interaction et évitement sociaux. ». Pour aller plus loin, les chercheurs se sont demandé si ces effets sur le cerveau des rongeurs pouvaient être contrecarrés par des bactéries. La réponse est : oui. Les souris de l’étude qui avaient consommé des bactéries probiotiques Lactobacillus rhamnosus JB-1 en plus des antibiotiques présentaient moins d’altérations dans la biologie de leur cerveau et leur comportement. L’expérience a montré non seulement que les changements dans le microbiote intestinal pouvaient affecter le cerveau, mais aussi que les effets étaient espèces spécifiques.

Bienenstock et ses collègues Paul Forsythe et Wolfgang Kunze ont travaillé sur l’axe intestin-cerveau pendant des années, en utilisant pour leurs modèles des souris dépourvues de germes ainsi que des souris normales, et se sont focalisés sur la manière dont les bactéries influent sur la communication bidirectionnelle entre intestin et cerveau.

Bienenstock affirme que bien que les chercheurs puissent modifier les bactéries intervenantes et mesurer l’impact chez les souris, la suite d’évènements qui se succèdent entre l’intestin et le cerveau demeure le vrai mystère. Nous savons juste qu’il se produit quelque chose (comme par exemple un changement de comportement). Nous nous trouvons donc à ce jour face à une grande “boîte noire”. »

Les chercheurs ont déjà prouvé que certains de ces effets dépendent du système nerveux, mais le rôle du système immunitaire n’est toujours pas clair. En 2011, une publication de référence de cette même équipe montrait comment L. rhamnosus JB-1 régulait le comportement émotionnel et certains aspects du fonctionnement du système nerveux central des souris. Effets qui disparaissent si le nerf vague est sectionné. Ce qui permet de conclure qu’avec cette bactérie, la plupart des effets sont liés à la fonction nerveuse. Cependant, nous ne savons pas si cela fonctionne aussi en absence de système immunitaire ou combien le système immunitaire y est directement ou indirectement associé. » Des études plus approfondies sur les mécanismes sont donc nécessaires.

Bienenstock souligne que bien que les modèles avec des souris soient importants pour les recherches sur ces mécanismes, son but ultime en tant que docteur en médecine (interniste de formation), est, à long terme, que ses recherches débouchent sur des applications pour les personnes atteintes de troubles mentaux ou comportementaux. « C’est pour cela que nous devons nous centrer autant que possible sur l’être humain, car en matière d’altération microbienne et changement du comportement nos connaissances restent très limitées  et rassembler toutes les pièces constitue un énorme défi.», explique-t-il.

« Expérimentalement, il existe des indices sur la manière dont certaines de ces bactéries peuvent causer ces altérations. Nous commençons à comprendre qu’il s’agit peut-être de fragments de bactéries, de leurs activités, de ce que ces bactéries font sur place dans l’intestin, ou encore les produits de la fermentation comme les acides gras à chaine courte. Mais nous ne savons pas ce qu’il se passe lorsqu’elles se retrouvent toutes ensemble », conclut-il.

 

 

Référence :

Leclercq S, Mian FM, Stanisz AM, et coll. Low-dose penicillin in early life induces long-term changes in murine gut microbiota, brain cytokines and behavior. Nature Communications. 2017 ; 8. doi:10.1038/ncomms15062

Kristina Campbell
Kristina Campbell
L’écrivain scientifique Kristina Campbell (M. Sc), résidant en Colombie-Britannique, au Canada, s'est spécialisée dans la communication sur le microbiote intestinal, la santé digestive et la nutrition. Auteur du best-seller Well-Fed Microbiome Cookbook, ses articles en tant que freelance sont parus dans des journaux du monde entier. Kristina s'est jointe à l'équipe d'édition de Gut Microbiota for Health en 2014. Retrouvez Kristina sur : GoogleTwitter