- 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
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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