Inverser le déclin cognitif et améliorer la formation de la mémoire chez des souris âgées en renforçant la signalisation intestin-cerveau

• Le vieillissement entraîne des modifications du microbiote intestinal qui affaiblissent la transmission des signaux du nerf vague entre l’intestin et le cerveau, réduisant ainsi la capacité de formation de la mémoire
• Les chercheurs ont restauré la mémoire et les capacités d’apprentissage de souris âgées à un niveau comparable à celui de jeunes individus grâce à une stimulation du nerf vague
• L’augmentation d’une bactérie spécifique, Parabacteroides goldsteinii, est directement liée à une baisse de l’activité de l’hippocampe et à un déclin des fonctions cognitives
• La réponse inflammatoire intestinale inhibe la signalisation du nerf vague, et ce processus agit comme une cause directe de l’affaiblissement de la mémoire
• La modulation de la connexion intestin-cerveau est présentée comme une stratégie thérapeutique capable d’inverser le déclin cognitif lié à l’âge

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Lien entre microbiote intestinal et fonctions cognitives

• Chez les souris âgées, les changements dans la composition du microbiote intestinal sont associés au déclin cognitif
  • Les cellules immunitaires détectent ces changements et déclenchent une réponse inflammatoire, perturbant la transmission des signaux du nerf vague
  • En conséquence, l’activité de l’hippocampe (hippocampus) diminue et la capacité de formation de la mémoire se dégrade
• La stimulation du nerf vague a permis de rétablir la mémoire et les capacités d’exploration spatiale de souris âgées à un niveau comparable à celui de jeunes souris
• Les chercheurs ont confirmé que le déclin de la mémoire ne dépend pas uniquement de facteurs internes au cerveau, mais peut aussi être modulé par des changements de l’environnement intestinal

Expériences d’échange de microbiote intestinal

• Lorsque de jeunes souris (2 mois) et des souris âgées (18 mois) ont été élevées ensemble, le microbiote intestinal des jeunes souris a évolué vers un profil de type âgé
  • Elles ont alors montré une baisse de leurs capacités de reconnaissance de nouveaux objets et de sortie de labyrinthe, avec un comportement similaire à celui des souris âgées
• Les souris élevées en environnement stérile ne présentaient pas de déclin de la mémoire
  • En revanche, de jeunes souris ayant reçu une transplantation de microbiote provenant de souris âgées ont montré une dégradation brutale des fonctions cognitives
• À l’inverse, lorsque de jeunes souris porteuses d’un microbiote de type âgé ont reçu des antibiotiques à large spectre pendant deux semaines, leurs fonctions cognitives se sont rétablies

Rôle d’une bactérie spécifique et de métabolites

• Chez les souris âgées, la proportion de Parabacteroides goldsteinii augmente, et cette bactérie est directement associée à la baisse de la mémoire
  • Son introduction dans l’intestin de jeunes souris provoque une diminution de l’activité de l’hippocampe et une baisse des performances cognitives
• L’augmentation de cette bactérie élève la concentration en acides gras à chaîne moyenne (medium-chain fatty acids),
  • lesquels induisent une réponse inflammatoire des cellules immunitaires myéloïdes (myeloid cells)
  • Cette inflammation inhibe l’activité du nerf vague et le fonctionnement de l’hippocampe, entraînant une diminution de la capacité de formation de la mémoire

Stimulation du nerf vague et effet réparateur

• Après administration à des souris âgées de molécules activant le nerf vague, leurs fonctions cognitives ont été restaurées au point de devenir difficilement distinguables de celles de jeunes souris
• Les chercheurs ont mis en évidence une voie en trois étapes : vieillissement intestinal → modification du microbiote → inflammation immunitaire → inhibition du nerf vague → déclin de la mémoire
• En inversant cette voie par stimulation du nerf vague, il serait possible de restaurer les fonctions mnésiques

Applicabilité à l’humain et recherches à venir

• Les chercheurs étudient actuellement si la même voie intestin-cerveau existe aussi chez l’humain
• La stimulation du nerf vague est déjà une technologie approuvée par la FDA pour le traitement de la dépression, de l’épilepsie et de la récupération après AVC
• L’étude suggère la possibilité de développer des méthodes non invasives d’amélioration des fonctions cognitives via la modulation des métabolites du microbiote intestinal
• Les signaux intestinaux pourraient jouer un rôle important dans la contextualisation (contextualization) de la formation de la mémoire
• L’étude a été menée principalement par Stanford Medicine et Arc Institute, et publiée dans Nature

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Commentaires Hacker News

• Beaucoup de gens sous-estiment cet article parce que le titre ne mentionne pas les souris, mais l’idée que le microbiote intestinal influence le comportement humain a déjà été documentée à de nombreuses reprises
  La partie sur l’amélioration de la mémoire est intéressante, et comme tout le monde semble juste s’en moquer, je partage quelques cas intrigants

  • "My butt made me crave candy"
  • "Gee, I'm not bipolar anymore thanks to my husband's butt juice infusion"
    C’est vraiment un monde bizarre mais fascinant
  • Moi aussi, je crois que cette recherche dit vrai
    J’ai eu l’impression de retrouver ma mémoire après avoir arrêté l’alcool et les drogues, surtout le cannabis, ajusté mon alimentation pour gérer les brûlures d’estomac sans médicament, et régularisé mes horaires de repas
    J’ai aussi subi une ablation de la vésicule biliaire, mais ça n’a pas résolu le problème, et ça m’a plutôt poussé à être bien plus intelligent dans ma façon d’aborder les types d’aliments et leur diversité
    Je pense surtout que l’alcool détruisait mon microbiote et mon système digestif
  • Parmi les utilisateurs de HN, beaucoup pensent mieux connaître la science simplement parce qu’ils connaissent le p-hacking ou les limites des modèles animaux
  • À mon avis, la recherche sur le microbiote intestinal est surévaluée
    Même une étude ayant tenté une greffe fécale pour traiter des troubles psychiatriques n’a montré aucun effet
    Sur ce type de travaux, on voit souvent les effets disparaître dès qu’on fait des essais en aveugle
  • Il y avait déjà eu un épisode de South Park sur la greffe fécale de Tom Brady
  • L’expression « butt juice infusion » me fait trop rire xD

• C’est une étude sur des souris, mais il existe aussi beaucoup de travaux chez l’humain qui soutiennent la connexion intestin-cerveau
  Ce qui est intéressant dans l’article, c’est qu’une injection d’une dose très faible de capsaïcine (5 μg/kg) a complètement restauré l’activation FOS hippocampique et la mémoire chez des souris âgées
  Autrement dit, cela suggère qu’un composé présent dans les compléments au piment de Cayenne pourrait suffire
  Parmi les livres liés au sujet, il y a The Mind-Gut Connection et The Psychobiotic Revolution

  • Je ne suis pas neuroscientifique, mais un de mes profs disait souvent : « chez la souris, on peut tout guérir »
    On obtient des résultats impressionnants chez la souris sur la démence, l’addiction ou le déclin cognitif, mais ils sont presque jamais reproduits chez l’humain
  • J’adore les piments au point de considérer les différentes variétés comme une seule famille d’aliments, mais je ne sais pas si la capsaïcine ingérée par voie orale a un effet sur la mémoire
    La capsaïcine injectée peut avoir un effet différent sur l’hippocampe, mais je ne connais pas assez bien les mécanismes d’absorption, donc il faudrait creuser
  • Il existe d’innombrables articles où un simple ingrédient alimentaire produit un miracle chez la souris
    Mais la plupart sont impossibles à reproduire
    Du coup, j’ai cessé de croire les résultats trop beaux pour être vrais sur la base d’un seul papier

• Je pense qu’il y a un tabou culturel derrière ce sujet
  Les selles sont, comme le sexe ou la mort, un sujet dont on parle difficilement dans une société civilisée, alors qu’en réalité, le cœur de l’existence humaine, c’est digérer et excréter
  Le cerveau a beau être brillant, il dépend malgré tout de « là-dessous » pour continuer à fonctionner

• Il est intéressant de voir que si on donne à de jeunes souris des bactéries de vieilles souris, elles adoptent des comportements de vieillesse, mais que l’inverse ne les rajeunit pas
  Les bactéries vieillies semblent peut-être avoir un caractère dominant

• Les gens devraient manger beaucoup plus de fibres alimentaires
  Elles nettoient l’intestin et le foie, absorbent le cholestérol, ralentissent la réponse insulinique et prolongent la satiété
  Le microbiote intestinal a lui aussi besoin de fibres
  Plus que les régimes à la mode, l’important est de manger ce qu’on aime tout en consommant assez de fibres chaque jour

  • D’accord. Si l’on suppose qu’il existe deux types de microbes dans l’intestin, A se multiplie rapidement avec une alimentation très calorique et pauvre en fibres, tandis que B se multiplie lentement avec une alimentation riche en fibres
    A pourrait pousser l’humain vers des choix alimentaires malsains, contrairement à B
    Cela amène à se demander quels microbes on veut vraiment héberger dans son intestin
  • Je fais à peu près pareil. Je mets des graines de chia dans tous mes plats et je mange souvent des edamame, des baies de goji, des petits pois, etc.
    C’est pour la santé, mais aussi parce que je fais de la musculation et que j’essaie de tirer un maximum de protéines de mon alimentation
  • Pour ça, l’essentiel est de manger des aliments complets non transformés
  • Je recommande aussi l’amidon résistant (resistant starch), qui attire beaucoup l’attention en ce moment
    Vidéo liée
  • Ce texte parle de recherche scientifique, donc c’est dommage de n’y trouver qu’une simple opinion personnelle

• Ce n’est pas « toi » qui as envie d’un aliment, ce sont les microbes intestinaux qui en ont envie
  Par exemple, si des microbes qui se nourrissent de sucre n’en reçoivent pas, ils envoient un signal au cerveau pour en demander davantage
  C’est pourquoi, quand on arrête le sucre, l’envie finit par disparaître : ces microbes meurent ou s’endorment

  • Dire que « nous n’avons pas ces envies » est trompeur
    Les microbes influencent peut-être ces désirs, mais les humains ressentent aussi eux-mêmes des envies
  • Si c’était vrai, alors les envies de sucre devraient disparaître sous antibiotiques
    Or ce n’est pas le cas. Les humains ont évolué pour préférer instinctivement les aliments savoureux
  • Je pense que c’est une théorie complètement absurde
  • Comme le ‘Selfish Gene’ de Richard Dawkins, cela me fait penser à l’idée d’un « Selfish Tube »
    En fin de compte, l’être humain semble vivre autour de son GI tract, c’est-à-dire de son tube digestif

• Cet article est une étude très bien conçue, et son interprétation reste prudente sur l’applicabilité à l’humain
  Le papier Nature original est également accessible, et la partie discussion est particulièrement marquante

• Le livre de 2014 de Datis Kharrazian, Why Isn't My Brain Working?, abordait déjà cette idée de connexion intestin-cerveau

• Les données ont l’air trop belles pour être crédibles
  Dans ce genre de domaine, on découvre souvent quelques années plus tard que la plupart de ces résultats étaient faux
  On peut citer comme exemple la rétractation d’un article dans Science

  • Les données ne sont pas publiées, donc il est impossible de vérifier
    Ils ont probablement utilisé le seuil habituel de P=0.05
    Pour des résultats aussi étonnants, il aurait fallu des valeurs de P bien plus faibles

• Sur ce genre de sujet, expérimenter soi-même est sans doute plus rapide
  Il y a trop de parties prenantes pour attendre que le système fournisse une réponse, et leurs décisions ne coïncident pas toujours avec l’intérêt individuel