Des chercheurs français découvrent comment le microbiote intestinal communique avec le cerveau…

  • Gabanyi I & al.
  • Science

  • Nathalie Barrès
  • Résumé d’articles
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À retenir

  • Une équipe mixte de l’Institut Pasteur, de l’Inserm et du CNRS vient de découvrir sur un modèle animal que les neurones de l’hypothalamus détectent les variations de l’activité du microbiote intestinal.
  • L’appétit et la température corporelle seraient impactées par l’expression de récepteurs Nod2 (Nucleotide Oligomerization Domain) présents au niveau cérébral qui reconnaissent la présence de muropeptides bactériens.

Qu’apporte cette étude ?

Si de nombreuses études ont déjà suggéré l’existence d’un axe intestin-cerveau, les résultats mis en évidence ici concluent à un rapport direct entre l’activité bactérienne de l’intestin et le fonctionnement de certains neurones cérébraux impactant des fonctions comme l’alimentation ou la régulation de la température.

Méthodologie

Grâce à l’imagerie cérébrale, les chercheurs ont identifié les régions du cerveau affectées par l’administration orale de muropeptides et ils ont mesuré la modulation de l’activité cérébrale. Ils ont également utilisé un modèle animal n’exprimant pas Nod2 dans la région de l’hypothalamus qui régule le comportement alimentaire et la température corporelle. C’est ainsi qu’ils ont évalué l’impact de l’axe intestin-cerveau sur la régulation du métabolisme de l’hôte.

Principaux résultats

Cette expérimentation a été réalisée par les neurobiologistes de l’unité Perception et mémoire (Institut Pasteur/CNRS), des immunobiologistes de l’unité Microenvironnement et immunité (Institut Pasteur/Inserm) et des microbiologistes de l’unité Biologie et génétique de la paroi bactérienne (Institut Pasteur/CNRS/Inserm). Les récepteurs Nod2 sont présents à l’intérieur des cellules notamment des cellules immunitaires. Ils reconnaissent des fragments de parois cellulaires issus des bactéries intestinales et appelés muropeptides. Ces derniers sont donc des marqueurs de la prolifération bactérienne.

Les chercheurs ont mis en évidence par des techniques d’imagerie cérébrale chez la souris que :

  • Le récepteur Nod2 était exprimé par des neurones de diverses régions du cerveau, en particulier l’hypothalamus.
  • En présence de muropeptides issus des bactéries intestinales, l’activité électrique de ces neurones est réprimée. En revanche, lorsque les récepteurs Nod2 sont défaillants, l’activité des neurones porteurs de Nod2 n’est plus réprimée par les muropeptides et le cerveau perd le contrôle de la prise alimentaire et de la température corporelle. En l’occurrence, les souris prenaient du poids.

De précédents travaux avaient mis en évidence que des variants du gène codant pour le récepteur Nod2 pouvaient jouer un rôle dans différentes pathologies métaboliques ou neurologiques.

« Il est stupéfiant de découvrir que des fragments bactériens agissent directement sur un centre nerveux aussi stratégique que l’hypothalamus, connu pour gérer des fonctions vitales comme la température corporelle, la reproduction, la faim, ou la soif », commente Pierre-Marie Lledo, chercheur CNRS et responsable de l’unité Perception et mémoire de l’Institut Pasteur.

Les chercheurs se sont intéressés lors de cette étude à l’action sur la prise alimentaire et la température, mais ils s’interrogent sur le rôle de ces muropeptides sur d’autres fonctions métaboliques ou neurologiques.