Bien qu’il existe des milliards de microbes dans le microbiote intestinal, ils sont facilement affectés lorsqu’ils sont exposés à diverses influences environnementales. Ceux-ci se reflètent dans le comportement d’un microbe, Lactobacilles (LB), en réponse à une pathologie de l’humeur et à des facteurs de stress. Une nouvelle étude dans la revue Cerveau, comportement et immunité étend ces découvertes dans un modèle murin, montrant que cet organisme se protège contre une telle perturbation via sa capacité à maintenir les niveaux d’une cytokine importante, l’interféron gamma (IFNγ), à des niveaux physiologiquement normaux.
Étude : Les lactobacilles de la flore modifiée de Schaedler maintiennent l’homéostasie de l’IFNγ pour favoriser la résilience comportementale au stress. Crédit d’image : Elif Bayraktar/Shutterstock
Des recherches antérieures ont montré un lien étroit entre le microbiote intestinal et le cerveau, suscitant de nouvelles études sur l’effet des perturbations du premier sur la santé mentale. La dysbiose a souvent été identifiée chez des patients stressés ou présentant des troubles de l’humeur, notamment en ce qui concerne la LB. De plus, dans des études menées sur des humains et des animaux, il a été démontré que cet organisme améliore l’humeur de l’individu et soulage l’anxiété tout en renforçant la résistance au stress.
Ce soi-disant «psychobiotique » L’effet a été observé chez diverses espèces et souches de LB, ce qui indique que les organismes eux-mêmes sont responsables du bénéfice observé. Cependant, certains résultats suggèrent que certaines espèces, comme L. intestinalis et L. reuteri avoir des effets néfastes sur l’hôte. On sait peu de choses sur ce qui se passerait si LB était complètement supprimé.
La flore altérée de Schaedler (ASF) fait référence à un consortium gnotobiotique ou à un ensemble de bactéries dont tous les membres sont bien connus. Créée en 1978, ASF regroupe 8 souches bactériennes transmises verticalement. Il comprend deux souches de LB, qui ont été éliminées dans la présente étude, produisant ainsi des souris dépourvues de LB dès la naissance (ASF(-L) par rapport aux autres souris ASF(+L) qui ont reçu l’ensemble du consortium ASF.
Les chercheurs ont cherché à comprendre comment ces bactéries affectaient le comportement, le développement immunitaire et l’humeur.
Qu’a montré l’étude ?
L’étude suggère que la résistance au stress se développe via des voies immunitaires adaptatives de type 1. Cela implique la capacité de LB à maintenir les niveaux homéostatiques d’IFNγ. Dans l’ensemble, les chercheurs concluent que LB et IFNγ sont tous deux nécessaires pour renforcer la résilience d’un organisme lorsqu’il est exposé à des facteurs de stress environnementaux.
Un groupe de souris a été exposé quotidiennement à deux heures de contention à des moments imprévisibles. De plus, un autre facteur de stress a été utilisé : une litière humide, une cage inclinée ou le fait d’être obligé de changer de cage deux fois en 24 heures. Ces expositions se sont poursuivies pendant trois semaines, après quoi leurs réponses comportementales au stress chronique de contention ont été testées.
Pendant deux semaines, la litière sale provenant des cages de ces souris a été placée dans les cages des souris femelles GF. Ce deuxième groupe de souris a ensuite été laissé tel quel pendant encore deux semaines avant d’être testé.
Des injections d’anti-IFNγ ont été administrées aux souris 14 heures avant leur exposition à un stress aigu et d’IFNγ 5 minutes avant. Des IgG2A (immunoglobuline G2A) ont été administrées à un groupe témoin. Un sous-groupe des témoins n’a pas été exposé au stress.
Un quatrième groupe de souris était constitué de souris ASF. Ils ont été exposés à un stress aigu léger sous forme de contention dans des flacons coniques de 50 ml hors de leur cage pendant 3 heures, contre un stress subclinique où un autre groupe a été retenu pendant deux heures par jour pendant sept jours dans leur cage, à différents moments de la vie. jour. Ceux-ci ont été testés sous contrainte, puis sacrifiés pour les tests.
Les résultats de stress aléatoire léger et chronique dans le premier groupe de souris comprenaient des comportements plus répétitifs comme le déchiquetage des nids et moins de temps actif dans le test de suspension de la queue. Ils ont également montré des taux de LB et une dysbiose plus faibles, sans augmentation compensatoire des autres espèces bactériennes.
Il est intéressant de noter que le transfert de la litière contaminée par ces souris soumises à un stress chronique à des souris sans germes (GF) a montré que le microbiote intestinal était transféré vers le nouvel hôte, induit des comportements ressemblant à ceux associés à l’anxiété et à la dépression. Avec d’autres études, ce résultat suggère que «le microbiote peut directement moduler le comportement.»
Des études métabolomiques ont montré que les animaux exposés à la litière des animaux stressés présentaient un profil plus faible d’immunité adaptative associée aux cellules T auxiliaires de type 1 (Th1). Ils présentaient également des niveaux systémiques plus faibles d’IFNγ, une molécule clé de l’immunité adaptative et une molécule centrale dans la communication intestin-cerveau. Il a récemment été découvert qu’elle était associée à la sociabilité via son action directe sur les neurones.
Cela s’ajoutait à des niveaux de cortisol plus élevés et à des modifications de plusieurs voies métaboliques. Beaucoup de ces produits chimiques étaient liés à l’humeur, comme la thyroxine ou le T4, et la lenticine, un composé indol. Une exploration plus approfondie a montré que la transcription méningée de l’IFNγ était réduite.
Dans l’ensemble, l’exposition au microbiote intestinal d’animaux stressés a entraîné une diminution des marqueurs immunitaires de type 1, en particulier l’IFNγ.
L’ASF(+L) et l’ASF(-L) présentaient des proportions et des nombres comparables de lymphocytes T CD8+ et CD4+, ainsi que de monocytes et de lymphocytes B. Cependant, le marqueur transcriptionnel, Tbet, pour l’IFNγ dans les cellules de l’intestin grêle a été réduit chez les souris ASF(-L). Ils présentaient également une proportion plus faible de cellules CD4+ activées portant Tbet et le marqueur d’activation/mémoire CD69.
De plus, les souris dépourvues de LB étaient plus susceptibles de développer un stress après une contention et présentaient un nombre inférieur de cellules T auxiliaires de type 1 (cellules Th1). L’activation neuronale était plus élevée chez les souris ASF(-L) stressées que chez les souris ASF(+L).
Cela suggère que LB est «un nouveau régulateur de l’expression de Tbet et peut-être des réponses immunitaires de type 1.»
Les chercheurs ont observé que les souris ASF(-L) présentaient des comportements de type anxiété et dépression lorsqu’elles étaient exposées à un stress subclinique. L’absence de LB semble être liée à une susceptibilité accrue au stress.
Les souris ASF(-L) avaient un IFNγ sérique inférieur à celui des souris ASF(+L). Seules les souris ASF(+L) ont montré une réduction de l’IFNγ après un stress, ce qui suggère que cela pourrait jouer un rôle de médiateur dans la résilience psychologique face à des facteurs de stress environnementaux. Puisque les souris ASF(-L) n’ont pas des niveaux d’IFNγ suffisamment élevés, leur capacité de résilience est faible.
Les animaux ayant reçu une injection d’IFNγ ont montré des réponses atténuées au stress aigu par rapport à ceux ayant reçu des anticorps anti-IFNγ, ce qui indique que l’IFNγ systémique peut augmenter la résistance au stress. Ainsi, l’IFNγ circulant est produit lorsque la LB est présente dans l’intestin, et les deux sont nécessaires à la résilience face au stress environnemental. L’IFNγ régule les comportements liés au stress.
Quelles sont les implications ?
Cette étude évite d’utiliser des souris GF ou traitées aux antibiotiques avant de coloniser avec des bactéries spécifiées pour identifier les effets des variations du microbiote intestinal sur les troubles de l’humeur. Cette nouvelle approche exploite les avantages de l’ASF, »un outil de nouvelle génération pour étudier le microbiome.» Ceux-ci incluent le développement et la reproduction normaux ainsi que l’immunologie, contrairement aux souris GF, et les effets hors cible liés aux antibiotiques ainsi qu’une présence plus élevée d’organismes indésirables résistants aux antibiotiques.
Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment les réponses métaboliques et hormonales en cas de stress interagissent de manière bidirectionnelle avec le microbiome intestinal pour établir des réponses comportementales négatives. L’ASF pourrait être très utile pour élucider comment des probiotiques spécifiques affectent l’intestin sans avoir à s’adapter à d’autres LB ou à des espèces non apparentées.
Les résultats confirment le rôle crucial de l’IFNγ dans les comportements liés au stress, même si les mécanismes restent flous. Les scientifiques ont montré comment cela fonctionne pour développer la résilience psychologique, et ces travaux pourraient favoriser la découverte de probiotiques efficaces pour aider à traiter les troubles de l’humeur.
