Le stress traumatique est souvent suivi de séquelles neuropsychiatriques post-traumatiques (APNS), notamment du trouble de stress post-traumatique (SSPT), de la dépression et de symptômes somatiques ou physiques.
Les voies sous-jacentes restent floues. Une étude récente publiée dans Translational Psychiatry a examiné le rôle potentiel de l’axe microbiome-intestin-cerveau dans cette interaction.
Étude: Association entre le microbiome et le développement de séquelles neuropsychiatriques post-traumatiques indésirables après une exposition à un stress traumatique. Crédit d’image : Chanintorn.v/Shutterstock.com
Arrière-plan
L’influence de cet axe sur le fonctionnement cérébral a été démontrée chez des individus atteints de troubles neuropsychiatriques. Cela est dû en partie aux métabolites libérés par les microbes intestinaux. Ceux-ci comprennent des produits chimiques physiologiquement actifs et des neurotransmetteurs.
Certains microbes produisent des acides gras à chaîne courte (AGCC) comme le butyrate qui aident à protéger la barrière épithéliale intestinale et à traverser la barrière hémato-encéphalique (BBB), produisant ainsi un effet anti-inflammatoire sur le cerveau.
D’autres, notamment Entérobactérieslibèrent des lipopolysaccharides (LPS), de puissantes endotoxines qui activent la voie du récepteur Toll-like (TLR) 4, déclenchant une tempête d’inflammation.
À l’appui de la théorie selon laquelle l’axe microbiome-intestin-cerveau pourrait être à l’origine de l’APNS, des recherches antérieures montrent des différences au niveau du microbiome entre les individus atteints du SSPT et ceux non atteints, telles qu’une diversité et un enrichissement moindres en agents pathogènes opportunistes.
Les modèles animaux ont démontré un changement du profil microbien avec le stress, associé à des niveaux plus élevés d’inflammation aux niveaux local et systémique.
Qu’a montré l’étude ?
L’étude a examiné des échantillons de selles provenant de 51 patients traumatisés dans le cadre de l’étude Advancing Understanding of Recovery after traumA (AURORA). L’âge moyen des participants était de 52 ans et les échantillons ont été prélevés en moyenne 45 jours après leur visite au service des urgences (SU) après un incident traumatisant.
Plus de 60 % étaient blancs, pour la plupart non hispaniques, et un quart étaient noirs. Les participants ont été évalués pour le trouble de stress post-traumatique (SSPT), la dépression et les symptômes somatiques à l’aide des outils appropriés.
Ceux-ci ont ensuite été analysés pour rechercher des associations entre les caractéristiques démographiques, le profil microbien et l’APNS. Les abondances microbiennes et la métagénomique microbienne ont été prises en compte dans cette analyse.
Les résultats ont montré que le profil du microbiome intestinal expliquait environ la moitié de la variation du SSPT, contre un quart pour la dépression et 44 % pour les symptômes somatiques. Pour le SSPT, trois microbes ont montré une augmentation linéaire de leur abondance avec la gravité des symptômes, tandis que l’un d’eux était également corrélé à une gravité croissante de la dépression. Deux autres espèces ont été enrichies en association avec la gravité des symptômes somatiques.
En outre, les chercheurs ont identifié d’importantes espèces microbiennes commensales très répandues, comme Flavonifracteur plautii, Ruminococcus gnavus, et Bifidobactérie espèces comme prédicteurs des résultats de l’APNS en fonction des données d’abondance. B. adolescentis, B. longumet Flavonifracteur plautii faisaient partie des cinq principaux prédicteurs pour les trois résultats APNS.
À l’inverse, les données métagénomiques ont montré des changements dans les voies de biosynthèse des acides aminés avec les trois résultats APNS. Chez l’homme, la L-ornithine peut être synthétisée de novo ou convertie en arginine, rendant les voies de la L-arginine, de l’ornithine et de la citrulline interconvertibles.
La voie de biosynthèse de la citrulline était inversement associée à de moins bons résultats dans les trois domaines. Pendant ce temps, la biosynthèse de la L-arginine et des polyamines était le meilleur prédicteur du SSPT et le troisième parmi les prédicteurs de la dépression, variant négativement avec les scores du SSPT et de la dépression.
La bactérie E. coli a participé à un niveau plus élevé à toutes les voies de biosynthèse de l’arginine-ornithine, mais a produit une plus petite fraction de la L-citrulline totale chez les personnes souffrant de SSPT, contre plus chez celles souffrant de dépression.
Inversement, Ruminocoque contribué moins à la production de L-arginine par les deux voies. Autres microbes du genre Flavonifracteur et Faecalibactérie étaient plus actifs dans la conversion de l’ornithine en L-arginine chez les personnes souffrant de SSPT ou de dépression.
Quelles sont les implications ?
Les résultats suggèrent que l’APNS est plus susceptible de se produire chez les personnes présentant une abondance plus élevée de certaines espèces microbiennes courantes.
Les différences démontrées dans les abondances microbiennes ont contribué d’un cinquième à la moitié des variations observées dans les résultats de l’APNS, ce qui correspond à ce qui est expliqué par les différences de profils cliniques et démographiques.
Les modèles ont identifié deux prédicteurs importants pour tous les résultats APNS : Bifidobactérie espèces et Flavonifracteur plautii.
Bien que cela ne corrobore pas toutes les études antérieures, cela souligne la nécessité de construire des modèles de microbiome plus complets lors de l’évaluation des associations possibles au-delà du niveau de l’espèce.
L’association de l’APNS avec des modifications du microbiome peut être médiée par une plus faible disponibilité de l’arginine pour l’organisme en raison de l’activité du microbiome intestinal, reflétant un changement métabolique qui a également été démontré dans les échantillons de plasma provenant de patients atteints du SSPT.
Cela se voit dans les contributions modifiées aux voies de biosynthèse des acides aminés liés arginine, citrulline et ornithine.
Le rapport global de biodisponibilité de l’arginine (GABR) est mesuré comme le rapport de l’arginine à l’ornithine et à la citrulline, qui sont ses produits de dégradation. Des modifications du métabolisme de l’arginine pourraient modifier les taux d’arginine vasopressine ou d’oxyde nitrique (NO), affectant ainsi plusieurs voies neuropsychiatriques. Des recherches plus approfondies permettront d’identifier exactement comment différentes espèces microbiennes contribuent à ces changements.
« Notre étude est la première à évaluer longitudinalement le lien entre le microbiome intestinal et les résultats de l’APNS tout en fournissant des liens mécanistiques le long de l’axe microbiome-intestin-cerveau..»
Cela peut fournir des preuves d’un mécanisme sous-jacent de liaison APNS en raison de son origine dans le microbiote intestinal via des métabolites microbiens. Cela pourrait ouvrir de nouvelles voies de recherche pour gérer et prévenir de tels résultats à l’avenir.
