Les bactéries intestinales liées aux changements métaboliques et à l'autisme dans une nouvelle étude

Des chercheurs du California Institute of Technology ont fait une découverte importante qui pourrait expliquer comment les bactéries intestinales pourraient contribuer à des comportements semblables à ceux de l'autisme.

L'équipe a découvert que lorsque les souris étaient colonisées par des microbes intestinaux de personnes atteintes de TSA, non seulement ils ont développé des comportements semblables à ceux de l'autisme ; ils avaient également des modèles d'expression génique et des métabolites altérés dans leur cerveau, par rapport aux souris qui n'avaient pas été colonisées par la bactérie.

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Le microbiote intestinal est le terme utilisé pour décrire les communautés de micro-organismes qui résident dans l'intestin humain et, ensemble, leurs génomes sont appelés microbiome. Ces microbes ont une relation symbiotique avec les humains, échanger des conditions de vie favorables telles que la chaleur et la disponibilité des nutriments pour une « aide » à la digestion, métabolisme et réponses du système immunitaire.

Aux Etats-Unis, on estime qu'une personne sur 59 est touchée par l'autisme, ce qui provoque une série de difficultés avec la communication sociale et les comportements répétitifs. De nombreuses études ont déjà trouvé des différences dans le microbiome intestinal entre les personnes avec et sans autisme.

"Toutefois, alors que cette recherche précédente identifie des associations potentiellement importantes, il est incapable de déterminer si les changements observés dans le microbiome sont une conséquence du TSA ou s'ils contribuent aux symptômes, " dit l'auteur de la présente étude, Sarkis Mazmanian, un microbiologiste au California Institute of Technology.

L'étude de Mazmanian et de ses collègues confirme le nombre croissant de preuves d'un lien intestin-cerveau dans l'autisme. Bien que les résultats ne prouvent pas une relation causale entre les bactéries intestinales et l'autisme, ils montrent que le microbiote intestinal peut contribuer à certaines caractéristiques du trouble chez la souris. Ils ont également mis en lumière un mécanisme potentiel des effets observés chez les animaux.

"Notre étude montre que le microbiote intestinal est suffisant pour favoriser des comportements de type autistique chez la souris. Des études supplémentaires sont nécessaires pour aborder l'impact des bactéries intestinales chez l'homme, », explique le premier auteur Gil Sharon.

La recherche

Pour examiner l'effet que le microbiome intestinal peut avoir sur les comportements semblables à ceux de l'autisme, l'équipe a utilisé des souris « sans germes, », ce qui signifie qu'ils avaient été cultivés en l'absence de tout microbe et n'avaient pas de microbiomes propres.

Des échantillons d'intestin contenant des micro-organismes d'enfants avec et sans autisme ont été transférés aux souris par transplantation fécale et des paires de souris colonisées par les mêmes microbiomes ont été accouplées pour produire une progéniture qui avait été exposée aux microbes humains au cours des premiers stades de développement.

La progéniture a ensuite subi des tests qui sont utilisés pour déterminer les comportements de type autisme chez les souris et a enregistré la fréquence à laquelle ils ont vocalisé et interagi avec d'autres souris. Les chercheurs ont également tenté de stimuler les comportements répétitifs parfois observés chez les humains autistes en introduisant des billes dans les cages des animaux et en voyant combien de souris enterraient.

Comme indiqué dans le journal Cellule , les souris colonisées par des bactéries issues d'enfants atteints de TSA (microbiote TSA) ont manifesté des comportements proches de l'autisme, alors que les animaux sans microbiote ASD ne présentaient pas ces comportements.

Par rapport aux souris sans microbiote ASD, ceux avec la bactérie interagissaient moins avec les autres souris, vocalisaient moins et manifestaient un comportement plus répétitif. Tous ces comportements étaient similaires aux caractéristiques comportementales observées chez les humains atteints de TSA.

Prochain, les chercheurs ont disséqué le cerveau des animaux et effectué une analyse de l'ARN pour rechercher des différences entre les deux groupes dans la façon dont l'ADN est traité (épissé) avant qu'il ne soit utilisé pour produire une protéine.

Les souris avec un microbiote ASD présentaient des différences d'épissage pour 560 gènes, 52 d'entre eux sont connus pour être associés à l'autisme.

Les effets étaient « profonds »

Sharon dit que c'est un indice intrigant que les produits des microbes intestinaux pourraient en quelque sorte changer le risque d'autisme en influençant les formes de protéines fabriquées dans le cerveau.

Lorsque l'équipe a analysé les entrailles des animaux, ils ont également trouvé des différences entre les groupes dans les niveaux de 27 métabolites - des molécules produites à la suite de la digestion et du métabolisme microbien.

En particulier, les niveaux des métabolites acide 5-aminovalérique (5AV) et taurine étaient plus faibles chez les souris présentant un microbiote ASD. Les TSA ont parfois été caractérisés par un déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs dans le cerveau.

Étant donné que le 5AV et la taurine sont connus pour affecter les récepteurs neuronaux inhibiteurs appelés récepteurs GABA, les chercheurs étaient intéressés de découvrir que les niveaux de ces métabolites étaient plus faibles chez les souris atteintes de microbiote ASD.

"Nous avons été surpris de voir à quel point les effets étaient profonds, " dit Sharon.

Les chercheurs se sont ensuite tournés vers un modèle murin différent d'autisme - une souche appelée souris BTBR qui présente naturellement des comportements similaires à ceux de l'autisme. En traitant les souris avec du 5AV ou de la taurine, l'équipe a découvert que les animaux présentaient en effet moins de comportements antisociaux et répétitifs. Par ailleurs, l'analyse du cerveau des animaux a montré que 5AV, en particulier, excitabilité neuronale réduite.

Mazmanian dit que les résultats fournissent des indices sur le rôle que joue le microbiote intestinal dans les changements neuronaux associés aux TSA :

Cela suggère que les symptômes des TSA pourraient un jour être corrigés avec des métabolites bactériens ou un médicament probiotique. Plus loin, il ouvre la possibilité que l'ASD, et peut-être d'autres affections neurologiques classiques, peuvent être traités par des thérapies qui ciblent l'intestin plutôt que le cerveau, une approche apparemment plus maniable."

Le neuroscientifique John Cryan (University College Cork, Irlande), qui n'a pas participé à la recherche, dit que les résultats sont "assez encourageants" et que l'idée que les métabolites peuvent influencer l'activité cérébrale est plausible, a du sens et aidera à faire avancer le domaine.

Cryan souligne qu'il est peu probable que les résultats donnent immédiatement de nouveaux traitements basés sur le microbiome; les deux métabolites mis en évidence ici peuvent s'avérer sans rapport avec l'autisme chez l'homme.

Toujours, la recherche justifie une chasse à d'autres métabolites déficients dans l'intestin ou le cerveau des personnes atteintes de la maladie. Cela donnera un encouragement au domaine qu'il y a quelque chose là-bas.

Dr John Cryan, Neuroscientifique

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