La transplantation de bactéries intestinales de rats vulnérables au stress modifie le comportement,

inflammation du cerveau chez le receveur Les scientifiques ont montré que la transplantation de bactéries intestinales, d'un animal vulnérable au stress social à un animal non stressé, peut provoquer un comportement vulnérable chez le receveur. La recherche révèle des détails sur les interactions biologiques entre le cerveau et l'intestin qui pourraient un jour conduire à des traitements probiotiques pour les troubles psychiatriques humains tels que la dépression.

"Chez les rats qui présentent un comportement de type dépressif dans un test de laboratoire, nous avons découvert que le stress modifie leur microbiome intestinal - la population de bactéries dans l'intestin, " a déclaré Seema Bhatnagar, responsable de l'étude, Doctorat, neuroscientifique au Département d'anesthésiologie et de soins intensifs de l'Hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP). "De plus, lorsque nous avons transplanté des bactéries de ces rats vulnérables au stress dans des rats qui n'avaient pas été stressés, les animaux receveurs ont montré un comportement similaire."

Bhatnagar a ajouté que le stress augmentait également l'inflammation dans le cerveau des rats vulnérables, et que cette inflammation est apparue chez des rats non stressés après avoir reçu des greffes d'animaux vulnérables.

L'équipe d'étude a publié ses conclusions en ligne le 4 mars 2019 en Psychiatrie Moléculaire .

Bhatnagar dirige le programme de neurobiologie du stress au CHOP, et nombre de ses co-auteurs sont membres du PennCHOP Microbiome Program, une collaboration entre des chercheurs du CHOP et de la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie. Le programme vise à mieux comprendre les communautés de microbes à l'intérieur de notre corps et à modifier leurs propriétés pour améliorer la santé humaine. Chunyu Zhao, Doctorat, de ce programme, a effectué une analyse des données du microbiome et est co-auteur de l'article.

Les scientifiques savent déjà que le cerveau et l'intestin s'influencent mutuellement. Chez l'homme, les patients atteints de troubles psychiatriques ont des populations différentes de microbes intestinaux par rapport aux microbes chez les individus sains, avec des résultats parallèles également observés dans des modèles animaux de maladies psychiatriques. Cette étude a examiné les mécanismes liés à l'inflammation cérébrale, microbiomes et stress.

"Les humains ne réagissent pas tous de la même manière aux mêmes stress - certains sont plus vulnérables que d'autres au développement de troubles psychiatriques, d'autres sont plus résistants, " a déclaré Bhatnagar. " Quelque chose de similaire se produit également chez les animaux de laboratoire. "

Chez les rongeurs, les hiérarchies sociales et la territorialité sont des sources majeures de stress. Dans le laboratoire, les chercheurs modélisent les facteurs de stress avec des outils comportementaux validés tels qu'un test de nage forcée ou un test de défaite sociale pour examiner comment les animaux utilisent des stratégies d'adaptation pour faire face au stress. Les rats qui font face de manière plus passive sont plus vulnérables aux effets du stress car ils présentent également plus de comportements de type anxieux et dépressifs, tandis que les rats qui font face plus activement sont résilients aux effets du stress social. Sur la base de ces évaluations, les chercheurs ont classé les animaux comme vulnérables ou résilients.

L'équipe d'étude a ensuite analysé les microbiomes fécaux de rats vulnérables, rats résilients, un groupe témoin non stressé, et un groupe placebo. Ils ont découvert que les rats vulnérables avaient des proportions plus élevées de certaines bactéries, comme Clostridia, que les autres groupes.

Ils ont ensuite effectué des greffes fécales de trois groupes de donneurs :rats vulnérables, des rats résilients ou des rats témoins non stressés - en rats naïfs, animaux qui n'avaient pas été stressés. Ils ont découvert que différents microbiomes modifiaient un comportement de type dépressif. Les rats recevant des greffes de rats vulnérables étaient plus susceptibles d'adopter des comportements de type dépressif, alors que les rats recevant des greffes d'animaux résilients ou d'animaux non stressés n'ont présenté aucun changement de comportement ou de mesures neurales. Les schémas des processus inflammatoires du cerveau chez les receveurs ressemblaient également à ceux observés dans le cerveau des animaux vulnérables, suggérant que les effets immunomodulateurs des bactéries intestinales telles que Clostridia pourraient avoir favorisé cette inflammation. Cependant, les greffes n'ont pas modifié de manière significative le comportement de type anxieux.

La découverte que les greffes d'intestin de rats vulnérables ont augmenté le comportement de type dépressif mais pas le comportement de type anxieux chez les receveurs non stressés peut indiquer des mécanismes différents. Les auteurs ont déclaré que cette différence suggère que les comportements de type dépressif sont davantage régulés par le microbiome intestinal, alors que les comportements de type anxieux sont principalement influencés par les changements d'activité neuronale produits par l'expérience du stress.

"Bien qu'il reste encore beaucoup de recherches à faire, nous pouvons envisager des applications futures dans lesquelles nous pourrions tirer parti de la connaissance des interactions microbiome-cerveau pour traiter les troubles psychiatriques humains, " a déclaré Bhatnagar. " Les gens prennent déjà des probiotiques en vente libre comme suppléments. Si nous pouvons éventuellement valider les effets comportementaux bénéfiques de bactéries spécifiques, nous pourrions préparer le terrain pour de nouveaux traitements psychiatriques."

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