Le développement précoce de l'intestin, le cerveau et le système immunitaire sont étroitement liés. Les chercheurs appellent cela l'axe intestin-immunité-cerveau. Les bactéries intestinales coopèrent avec le système immunitaire, qui à son tour surveille les microbes intestinaux et développe des réponses appropriées à ceux-ci. En outre, l'intestin est en contact avec le cerveau via le nerf vague ainsi que via le système immunitaire.
Nous avons étudié le rôle que cet axe joue dans le développement cérébral des grands prématurés. Les micro-organismes du microbiome intestinal - qui est une collection vitale de centaines d'espèces de bactéries, champignons, virus et autres microbes - sont en équilibre chez les personnes en bonne santé. Cependant, surtout chez les bébés prématurés, dont le système immunitaire et le microbiome n'ont pas pu se développer pleinement, des changements sont tout à fait susceptibles de se produire. Ces changements peuvent entraîner des effets négatifs sur le cerveau, "
David Seki, Premier auteur de l'étude, Microbiologiste et immunologiste
"En réalité, nous avons pu identifier certains modèles dans le microbiome et la réponse immunitaire qui sont clairement liés à la progression et à la gravité des lésions cérébrales, " ajoute David Berry, microbiologiste et chef du groupe de recherche au Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux (CMESS) de l'Université de Vienne ainsi que directeur opérationnel de la Joint Microbiome Facility de l'Université de médecine de Vienne et de l'Université de Vienne. « Surtout, de tels schémas apparaissent souvent avant les changements dans le cerveau. Cela suggère une fenêtre de temps critique au cours de laquelle les lésions cérébrales des nourrissons extrêmement prématurés peuvent être empêchées de s'aggraver ou même évitées. »
Les points de départ pour le développement de thérapies appropriées sont fournis par les biomarqueurs que l'équipe interdisciplinaire a pu identifier. "Nos données montrent qu'une croissance excessive de la bactérie Klebsiella et les niveaux élevés de cellules γδ-T associés peuvent apparemment exacerber les lésions cérébrales, " explique Lukas Wisgrill, Néonatologue du Service de Néonatologie, Médecine de soins intensifs pédiatriques et neuropédiatrie au Département de médecine pédiatrique et adolescente de l'Université de médecine de Vienne. « Nous avons été en mesure de traquer ces modèles parce que, pour un groupe très spécifique de nouveau-nés, pour la première fois, nous avons exploré en détail comment le microbiome intestinal, le système immunitaire et le cerveau se développent et comment ils interagissent dans ce processus, " ajoute-t-il. L'étude a suivi un total de 60 nourrissons prématurés, né avant 28 semaines de gestation et pesant moins de 1 kilogramme, pendant plusieurs semaines voire plusieurs mois. En utilisant des méthodes de pointe - l'équipe a examiné le microbiome à l'aide du séquençage du gène de l'ARNr 16S, entre autres méthodes - les chercheurs ont analysé des échantillons de sang et de selles, enregistrements des ondes cérébrales (par exemple, aEEG) et images IRM du cerveau des nourrissons.
L'étude, qui est un clusterproject interuniversitaire sous la direction conjointe d'Angelika Berger (Université de médecine de Vienne) et de David Berry (Université de Vienne), est le point de départ d'un projet de recherche qui étudiera de manière encore plus approfondie le microbiome et son importance pour le développement neurologique des enfants nés prématurément. En outre, les chercheurs continueront à suivre les enfants de l'étude initiale. "Le développement des capacités motrices et cognitives des enfants n'apparaît que sur plusieurs années, " explique Angelika Berger. " Notre objectif est de comprendre comment ce développement très précoce de l'axe intestin-immun-cerveau se joue sur le long terme. " Les partenaires de coopération les plus importants pour le projet sont déjà à bord :" Les parents des enfants nous ont soutenus dans l'étude avec beaucoup d'intérêt et d'ouverture, " dit David Seki. " En fin de compte, c'est la seule raison pour laquelle nous avons pu obtenir ces informations importantes. Nous en sommes très reconnaissants."
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