Le microbiome intestinal influence le schéma d'activation dans le cerveau du rat pendant la dépendance aux opioïdes

Quand Sierra Simpson était à l'université, elle a été malade pendant un an avec des fièvres récurrentes et des vomissements. Ses médecins ne pouvaient pas comprendre ce qu'elle avait. Suspecter une infection bactérienne, ils ont essayé de la traiter avec de fortes doses d'antibiotiques.

"Il s'est avéré que j'avais le paludisme et que j'avais besoin d'un traitement différent, ", a déclaré Simpson. "Mais à ce moment-là, les antibiotiques avaient gâché mon estomac et je me sentais plus anxieux qu'avant."

Les antibiotiques tuent les bactéries pathogènes, mais ils détruisent également de nombreuses bactéries bénéfiques vivant dans nos intestins, un effet secondaire qui a été lié à un certain nombre de problèmes de santé à long terme. Cette expérience a été à l'origine de l'intérêt de Simpson pour la science du microbiome et l'axe intestin-cerveau; des études sur les nombreuses façons dont les bactéries, les virus et autres microbes vivant dans notre corps influencent notre bien-être physique et mental.

En tant qu'étudiant diplômé maintenant en bonne santé, Simpson a d'abord travaillé sur des techniques pour visualiser des molécules dans le cerveau. Mais elle n'a pas pu ébranler son intérêt pour le microbiome intestinal et ses connexions avec le cerveau.

Alors un jour, Sierra entre dans mon laboratoire et me demande si je serais intéressé à explorer les liens potentiels entre le microbiome intestinal et ce que mon laboratoire étudie généralement - la toxicomanie et la toxicomanie. J'étais réticent au début. Après tout, J'ai pensé s'il y avait quelque chose là-bas, quelqu'un l'aurait déjà découvert. Mais nous avons décidé d'essayer."

Olivier Georges, Doctorat., professeur agrégé de psychiatrie à la faculté de médecine de l'Université de Californie à San Diego

Dans une étude publiée le 27 avril, 2020 en eNeuro , Simpson, George et son équipe ont découvert que le microbiome intestinal influence le schéma d'activation dans le cerveau d'un rat pendant la dépendance et le sevrage aux opioïdes.

"Comme il faut souvent le faire en science, nous avons d'abord frappé le problème avec un marteau pour voir comment le système se casse, puis revenir en arrière à partir de là, ", a déclaré Simpson.

Elle entend par là que pour déterminer si le microbiome intestinal a influencé la toxicomanie, ils devaient d'abord comparer un organisme avec un microbiome intestinal normal à un autre sans. Pour faire ça, les chercheurs ont donné à des rats des antibiotiques qui ont épuisé 80 pour cent de leurs microbes intestinaux. Tous les rats - ; ceux avec et sans microbes intestinaux - ; dépendaient de l'oxycodone, un analgésique opioïde sur ordonnance. Ensuite, certains des rats de chaque groupe se sont retirés.

"Tome, le plus surprenant était que les rats semblaient tous identiques à la surface, " a déclaré George. " Il n'y a pas eu de changements majeurs dans l'effet analgésique des opioïdes, ou des symptômes de sevrage ou d'autres comportements entre les rats avec et sans microbes intestinaux."

Ce n'est que lorsque l'équipe a examiné le cerveau des rats qu'elle a constaté une différence significative. Le schéma typique de recrutement des neurones dans différentes parties du cerveau pendant l'intoxication et le sevrage a été perturbé chez les rats qui avaient été traités avec des antibiotiques, et manquaient donc de la plupart de leurs microbes intestinaux. Notamment, pendant l'ivresse, les rats avec des microbes intestinaux épuisés avaient plus de neurones activés dans les régions du cerveau qui régulent le stress et la douleur (gris périaqueducal, locus coeruleus) et les régions impliquées dans l'intoxication et le sevrage aux opioïdes (amygdale centrale, amygdale basolatérale). Lors du retrait, les rats appauvris en microbes avaient moins de neurones activés dans l'amygdale centrale, par rapport aux rats avec des microbiomes intestinaux normaux.

"Ce fut de nombreux mois à compter les points noirs, " a déclaré Simpson. " Mais à la fin, il est devenu clair que, au moins chez les rats, les microbes intestinaux modifient la façon dont le cerveau réagit aux médicaments."

Ce changement pourrait affecter le comportement, elle a expliqué, car une diminution des neurones recrutés dans l'amygdale centrale pourrait entraîner moins de symptômes de sevrage, ce qui peut à son tour conduire à un risque plus élevé de toxicomanie.

Maintenant, L'équipe de George étend ses études pour inclure des rats qui s'auto-administrent de l'oxycodone et des rats non consanguins qui sont plus diversifiés génétiquement. Ils recherchent également des signatures microbiennes ou chimiques chez les rats qui pourraient indiquer lesquels sont les plus sensibles à la dépendance, avec et sans microbes intestinaux.

En outre, les chercheurs exploitent les données du microbiome humain, qui incluent les utilisateurs d'opioïdes et d'antibiotiques, pour voir s'ils suivent des tendances similaires à celles qu'ils ont observées chez les rats.

"Non seulement cette étude suggère que les microbes intestinaux peuvent jouer un rôle dans la toxicomanie, si nous trouvons des effets similaires chez l'homme, cela peut changer notre façon de penser la co-prescription d'antibiotiques et d'analgésiques, par exemple lorsqu'une personne subit une intervention chirurgicale, " a déclaré George. "La façon dont les microbes intestinaux d'une personne sont affectés pourrait la rendre plus ou moins sensible aux opioïdes. La clé maintenant sera de rechercher des biomarqueurs afin que nous puissions prédire comment une personne pourrait réagir avant de la traiter. »

Quant à Simpson, elle a obtenu son doctorat il y a à peine une semaine et demie, après avoir défendu avec succès sa thèse virtuellement - ; présenter ses résultats de recherche à son comité consultatif, famille et amis tout en s'abritant sur place pendant la pandémie de COVID-19. Prochain, Simpson se tournera vers une start-up qu'elle lance pour faire avancer et commercialiser les résultats de ses recherches.

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