Le microbiote, le rôle de la « porte » qui protège le cerveau de l'inflammation intestinale découvert
Parlons du microbiote. La dépression et l'anxiété accompagnent souvent ceux qui souffrent de maladies intestinales chroniques, telles que la rectocolite hémorragique et la maladie de Crohn, à tel point que la communauté scientifique reconnaît depuis des années qu'il existe un lien entre l'intestin et le cerveau, bien que son fonctionnement n'ait pas été défini. jusqu'à maintenant
Étude sur le microbiote publiée dans Science
Dans Science, une équipe de chercheurs d'Humanitas coordonnée par le professeur Maria Rescigno, responsable du laboratoire d'immunologie muqueuse et microbiote à Humanitas et professeur de pathologie générale à l'université Humanitas, a publié les résultats d'une étude qui ouvre de nouveaux scénarios dans la compréhension du fonctionnement de l'une des barrières (ou interfaces) entre la circulation sanguine et le cerveau, le plexus choroïde.
L'étude est également signée par le Dr Sara Carloni, microbiologiste à l'Université Humanitas, le professeur Michela Matteoli, professeur de pharmacologie à l'Université Humanitas et directeur de l'Institut des neurosciences du CNR, et le Dr Simona Lodato, chef du laboratoire de neurodéveloppement à Humanitas et professeur de Histologie et embryologie à l'Université Humanitas.
« Au niveau du plexus choroïde, nous avons documenté le mécanisme qui bloque l'entrée dans le cerveau des signaux inflammatoires provenant de l'intestin et migrant vers d'autres organes par la circulation sanguine.
Ce phénomène est associé à un isolement du cerveau par rapport au reste du corps, qui est responsable des changements de comportement, y compris l'apparition de l'anxiété», explique le professeur Maria Rescigno.
"Cela signifie que de telles affections du système nerveux central font partie de la maladie et pas seulement des manifestations secondaires."
Microbiote, les fonctions du plexus choroïde dans la filtration de l'inflammation
Le plexus choroïde est une structure dans le cerveau où le fluide qui entoure le cerveau et spinal cordon est produit, protégeant les structures délicates du système nerveux central.
De plus, le plexus choroïde est un véhicule pour l'entrée des nutriments et l'élimination des déchets, et joue un rôle dans la défense immunitaire.
« Nous avons découvert qu'à l'intérieur du plexus choroïde, en plus de la barrière épithéliale connue, il existe une barrière vasculaire supplémentaire, que nous avons appelée la barrière vasculaire du plexus choroïde », explique le Dr Sara Carloni.
« Dans des conditions normales, cette « porte » permet l'entrée de molécules dérivées du sang et, en cas d'inflammation d'organes éloignés (en l'occurrence l'intestin), la barrière se réorganise et se ferme pour bloquer l'entrée d'éventuelles substances toxiques ».
D'où la question supplémentaire : dans des conditions saines, à quoi sert cette « porte » vasculaire (qui reste ouverte en l'absence de stimulus pathologique) ?
Pour répondre à cette question, un modèle expérimental génétique a été utilisé pour « fermer » la barrière cérébrale sans inflammation de l'intestin.
« Ce faisant, nous avons montré que la fermeture de la barrière du plexus semble elle-même corrélée à des altérations du comportement, entraînant une augmentation de l'anxiété et un déficit de la mémoire épisodique », conclut la professeure Michela Matteoli, professeure de pharmacologie à l'Université Humanitas et Directeur de l'Institut des Neurosciences du CNR. Cela signifie qu'une communication physiologique et dynamique entre l'intestin et le cerveau est fondamentale pour une activité cérébrale correcte.
L'étude de la barrière vasculaire du plexus choroïde
Pour comprendre le comportement de la barrière vasculaire du plexus choroïde, la méthode Single Cell Sequencing a été utilisée, à laquelle a également participé un groupe de recherche de l'IEO.
"Cela a permis d'identifier les composants du système vasculaire qui sont principalement impliqués dans cette réponse, les capillaires et les péricytes, des cellules qui régulent la perméabilité des vaisseaux sanguins", explique le Dr Simona Lodato, responsable du Humanitas Neurodevelopment Laboratory et professeur de Histologie et embryologie à l'Université Humanitas.
« Grâce à cette analyse, il est possible de connaître le comportement dynamique de chaque cellule du plexus choroïde au moment de la fermeture de la barrière ».
Regard vers l'avenir : perspectives pour le traitement des maladies inflammatoires
«Nous avons décrit le mécanisme qui régule l'interaction entre le cerveau et le reste du corps en relation avec l'inflammation intestinale», explique le professeur Maria Rescigno.
« Il y a encore beaucoup de questions ouvertes.
Par exemple, dans quelles autres maladies cette fermeture est-elle activée ? Les patients atteints de maladies neurodégénératives ont également un intestin perméable, à travers lequel plus de molécules passent dans la circulation sanguine.
On sait maintenant que cette migration est corrélée à une fermeture de la barrière cérébrale et donc à la dépression et à l'anxiété.
Comment rouvrir « la porte » du plexus pour combattre ces états altérés ?
Et encore une fois, comment pouvons-nous moduler la barrière pour atteindre le cerveau et laisser passer les médicaments ? »
« Nous travaillons déjà à comprendre quelles molécules peuvent être impliquées dans des anomalies comportementales pour moduler la réaction barrière ; quelles cellules et composants utiles à notre santé sont piégés à l'extérieur du cerveau lorsque le plexus se ferme », précise le Dr Sara Carloni.
"C'est une preuve supplémentaire que non seulement une activité immunitaire excessive mais également insuffisante est préjudiciable au fonctionnement du système nerveux. Il va maintenant être important de définir les mécanismes par lesquels cela se produit », explique le professeur Michela Matteoli.
« Nous étudions la microglie, les cellules immunitaires du cerveau.
Nous savons que leur activité peut être influencée par les signaux du système immunitaire périphérique, et de nombreuses études, y compris dans notre laboratoire, ont confirmé que la microglie a une influence importante sur la fonction synaptique.
La synapse est le site de contact entre les neurones et est le siège de tous les processus sous-jacents au fonctionnement du cerveau, y compris l'apprentissage et la mémoire. Il représente donc la cible la plus prometteuse à analyser dans de futures études.
« Dans le contexte de la neurobiologie du développement, nous devons comprendre quand et comment se crée cette interaction entre le cerveau et le système gastro-intestinal découverte au niveau du plexus choroïde.
La composition du liquide céphalo-rachidien (LCR), qui est clairement influencée par l'activité de cette barrière, est dynamique dans le développement et fondamentale dans la formation des circuits neuronaux.
Si l'on pense à la dysbiose, c'est-à-dire aux altérations du microbiote des enfants, ou à l'obésité infantile, on se rend compte que ce sont des situations dans lesquelles le lien entre le cerveau et l'intestin pourrait être altéré par un fort état inflammatoire avec des effets sur la barrière du plexus vasculaire et des conséquences importantes sur le développement du cerveau», conclut le Dr Simona Lodato.
Microbiote, le rôle de la « porte » qui protège le cerveau de l'inflammation intestinale découvert : la vidéo
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