Microbiota intestinală cl; de vo; tu între acolo; ob; sta; matern și

Anne-Laure Barbotin, 1, 2 ** Paolo Giacobini, 1 și Vincent Prévot 1 *

microbiota

Cuvinte cheie MeSH: Animale, Creier, Feminin, Microbiom gastro-intestinal, Tract digestiv, Șoareci, Obezitate, Sarcină, Complicații ale sarcinii, Efecte întârziate ale expunerii prenatale la factori de risc, Comportament social, embriologie, fiziologie, microbiologie, metabolism

Microbiota intestinală este un ecosistem alcătuit din microorganisme (în principal bacterii) care trăiesc în simbioză cu gazda lor [1]. S-a demonstrat că compoziția sa poate varia în funcție de tipul dietei [2]. Studii recente au arătat că microbiota exercită efecte fiziologice și un dezechilibru al acestei numite disbioză [12] () ar putea fi implicată în anumite patologii, cum ar fi obezitatea [13] () sau autism [3, 4, 14] ().

(→) Vezi nuvela lui S. Normand și colab., M/s nr. 6-7, iunie-iulie 2013, pagina 586

(→) Vezi Sinteza de L. Genser și colab., M/s nr. 5, mai 2016, pagina 461

(→) Vezi Sinteza de A. El Kaoutari și colab., M/s nr. 3, martie 2014, pagina 259

De asemenea, pare să existe o legătură între obezitatea maternă și apariția anomaliilor neurodezvoltării, incluzând, în special, tulburări ale spectrului autismului (ASD) la copii [5].

Un studiu recent realizat de Buffington și colegii săi publicat în Cell [6] raportează într-adevăr că o dietă bogată în grăsimi care cauzează obezitate la șoarecii gravide a fost asociată cu tulburări de comportament legate de o modificare a microbiotei la descendenți (Figura 1).

În primul rând, autorii au studiat influența dietei materne asupra neurodezvoltării descendenților. Pentru aceasta, șoarecii femele au fost supuși unei diete obezogene cu conținut ridicat de grăsimi (HFD) în comparație cu șoarecii supuși unei diete convenționale timp de 8 săptămâni înainte de gestație. Descendenții tuturor șoarecilor au fost înțărcați la 3 săptămâni și apoi au fost hrăniți cu o dietă standard. Abilitățile de socializare ale șoarecilor tineri au fost studiate după 4 săptămâni folosind un studiu de comportament în cușcă 1. Rezultatele arată că descendenții de la femele cărora li s-a administrat o dietă bogată în grăsimi au fost mai puțin sociabili decât cei de la barajele cărora li s-a administrat o dietă standard.

Pentru a examina o legătură cauzală între dieta bogată în grăsimi și disbioza la descendenți, compoziția bacteriană intestinală a șoarecilor tineri a fost evaluată prin secvențierea ARN-ului 16S conținut în fecalele lor [15] ().

(→) A se vedea sinteza de J. Weissenbach și A. Sghir, pagina 937 a acestui număr

Această analiză relevă faptul că microbiota descendenților de la mamele supuse dietei bogate în grăsimi este mai puțin diversă, confirmând astfel că disbioza maternă indusă de tipul dietei este transmisă descendenților.

Deși compoziția microbiotei este unică pentru fiecare individ, deoarece șoarecii sunt coprofagi, microbiota șoarecilor care au aceeași cușcă este transferată de la un individ la altul. Astfel, pentru a determina dacă apariția tulburărilor de comportament ar putea fi evitată prin reechilibrarea microbiotei, au fost efectuate experimente de coabitare între descendenții șoarecilor femele tratați cu cele două tipuri de dietă. Rezultatele arată că coabitarea restabilește un profil filogenetic echilibrat al microbiotei la descendenții șoarecilor supuși dietei hiperlipide. Pe de altă parte, se dovedește că coabitarea șoarecilor previne, de asemenea, apariția tulburărilor de socializare.

Cu toate acestea, autorii au arătat, în timpul experimentelor de transfer al microbiotei fecale (de la descendenții șoarecilor supuși dietei hiperlipide sau la dieta clasică) la șoareci axenici (fără germeni), că a existat o fereastră de neuro-dezvoltare. reconstituirea microbiotei a îmbunătățit semnificativ comportamentul social. Într-adevăr, doar șoarecii care au primit microbiota fecală (de la descendenții șoarecilor supuși dietei clasice) la 4 săptămâni după naștere (în momentul înțărcării) prezintă socializare normală, în timp ce administrarea ulterioară a microbiotei (la 8 săptămâni) nu schimbă-le comportamentul.

O analiză metagenomică a fecalelor șoarecilor tineri relevă faptul că cantitatea anumitor specii este redusă în special în microbiota descendenței șoarecilor supuși dietei hiperlipide. Dintre acestea, Lactobacillus reuteri s-a dovedit a fi cea mai semnificativă specie afectată, cu o concentrație de 9 ori mai mică decât cea observată în microbiota populației de referință.

Autorii au emis apoi ipoteza că dacă deficiența de L. reuteri este responsabilă pentru apariția tulburărilor de comportament și socializare, reintroducerea acesteia în microbiotă ar putea corecta aceste simptome. Pentru a testa această ipoteză, L. reuteri a fost adăugat în apa pusă la dispoziția puilor tineri în momentul înțărcării, aceasta timp de 4 săptămâni. Dintre șoarecii de la mame supuse dietei bogate în grăsimi, cei cărora li s-a administrat apă îmbogățită cu L. reuteri prezintă o socializare mai bună. În plus, în timp ce administrarea tulpinii vii de L. reuteri îmbunătățește socializarea la șoareci, introducerea unei tulpini inactive (ucise de căldură) sau a altor specii de Lactobacillus nu modifică comportamentul, confirmând astfel specificitatea L. reuteri pentru a preveni apariția tulburărilor.

Cu toate acestea, îmbunătățirea comportamentului nu se aplică tuturor simptomelor găsite în TSA. Într-adevăr, se pare că microbiota intestinală nu are nicio influență asupra comportamentelor repetitive, ci doar îmbunătățește simptomele legate de deficitele de comunicare și interacțiunea socială.

În 2013, Poutahidis și colab. au arătat că L. reuteri crește nivelul de oxitocină [8]. Se știe că oxitocina, uneori numită „hormonul atașamentului”, joacă un rol cheie în comportamentul social [9], dar și pentru implicarea sa în sindroame autiste [10]. Ameliorarea simptomelor de L. reuteri este, prin urmare, legată de o creștere a acestui hormon. Deoarece oxitocina este secretată de neuronii aflați la nivelul nucleului paraventricular (VAN) al hipotalamusului, această ipoteză a fost testată prin compararea numărului de celule care exprimă oxitocină la nivelul VAN. Rezultatele arată o scădere a numărului de neuroni imunoreactivi pentru oxitocină, la șoareci rezultați de la șoareci supuși unei diete bogate în grăsimi comparativ cu cei de la șoareci cărora li s-a administrat o dietă standard; această diferență observată nu a fost atribuită unei scăderi globale a cantității de neuroni, care a fost similară între cele două grupuri. În plus, această scădere a imunoreactivității ar putea fi corectată datorită reintroducerii L. reuteri.

Neuronii oxitocină ai VNP se proiectează în zona tegmentală ventrală (VTA). Această regiune a creierului este cunoscută în mod special pentru a aparține sistemului de recompensă dopaminergică mezolimbică și, prin urmare, este implicată în comportamentul social. Oxitocina activează neuronii dopaminergici localizați în ATV la șoareci și oameni, facilitând procesele de socializare. Plecând de la postulatul că o interacțiune socială poate activa sistemul de recompensă dopaminergic prin declanșarea potențialelor de acțiune sinaptică la nivelul neuronilor ATV, autorii au efectuat un studiu electrofiziologic comparativ al potențării pe termen lung (PTL) cauzat de interacțiunile sociale. Rezultatele acestui experiment arată că noutatea socială (întâlnirea a doi șoareci necunoscuți) provoacă PTL la neuronii dopaminergici la șoarecii martor, în timp ce nu a fost observată nicio modificare la șoarecii de la femelele supuse dietei hiperlipide. Prin urmare, interacțiunile sociale activează sistemul de recompensă mezolimbică la șoarecii de control.

În plus, autorii au demonstrat că un PTL similar cu cel observat la șoarecii martor ar putea fi restaurat prin tratamentul cu L. reuteri. Deoarece mecanismul de acțiune al L. reuteri părea să fie legat de creșterea nivelului de oxitocină, autorii au testat, prin urmare, efectul tratamentului direct pe baza administrării de oxitocină pentru a corecta tulburările de comportament. În timp ce utilizarea oxitocinei intra-nazale singure nu induce PTL, combinația de oxitocină combinată cu interacțiunea socială ajută la restabilirea activării neuronale, sugerând existența unui efect sinergic necesar. Oxitocina și dopamina în procesul de socializare.

Astfel, tulburările autiste observate la descendenții șoarecilor supuși unei diete bogate în grăsimi par să implice neuronii oxitocină și conexiunile sinaptice pe care le fac la nivelul ATV.