- La recherche a suggéré que le microbiome intestinal est perturbé chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, et des chercheurs de l'Ohio proposent maintenant que cela pourrait être une cible de traitement.
- Ils proposent que les récepteurs présents dans l’intestin et le cerveau pourraient être la clé pour cibler l’axe intestin-cerveau.
- À l’aide des outils d’intelligence artificielle (IA) existants, les chercheurs ont prédit quels métabolites, sous-produits des bactéries présentes dans l’intestin, se lieraient à quels récepteurs en prédisant leur forme.
- Ils ont ensuite utilisé des outils d'apprentissage automatique pour prédire quels récepteurs et métabolites pourraient avoir une influence sur la maladie d'Alzheimer, et ont testé des neurones créés en laboratoire pour observer l'effet de deux métabolites sur les niveaux de tau, une protéine dont la suraccumulation est liée aux troubles cognitifs.
L’apprentissage automatique a été utilisé pour prédire comment les métabolites créés dans l’intestin se lient aux récepteurs présents dans l’intestin et le cerveau.
Une bibliothèque de métabolites et de paires de liaison aux récepteurs, récemment créée par les chercheurs, pourrait être utilisée par les chercheurs pour faire la lumière sur le rôle du microbiome dans la maladie d'Alzheimer.
Des chercheurs de la Cleveland Clinic, Ohio, ont récemment évalué la forme de plus d'un million de paires potentielles de métabolites et de récepteurs pour voir lesquels pourraient se lier.
En identifiant les métabolites liés à des récepteurs spécifiques, les chercheurs ont pu identifier les voies biologiques que ces métabolites pourraient affecter, ainsi que le rôle de certains récepteurs.
Auteur principal de la recherche — qui apparaît dans Rapports de cellules — Feixiong Cheng, PhD, directeur du Cleveland Clinic Genome Center, a expliqué dans un communiqué de presse :
« Les métabolites intestinaux sont la clé de nombreux processus physiologiques dans notre corps, et pour chaque clé correspond un verrou pour la santé humaine et la maladie. Le problème est que nous avons des dizaines de milliers de récepteurs et des milliers de métabolites dans notre système, donc déterminer manuellement quelle clé va dans quelle serrure a été lent et coûteux. C'est pourquoi nous avons décidé d'utiliser l'IA.
Sommaire
Comment la santé intestinale influence-t-elle la santé cérébrale ?
La présence de certains métabolites dans l’intestin indique en partie la présence de certaines bactéries dans l’intestin, car ces métabolites sont créés via la dégradation des aliments dans l’intestin par les bactéries.
La maladie d'Alzheimer a déjà été
Steve Gendron, PhD, spécialisé en immunologie et en endocrinologie et n'ayant pas participé à l'étude récente, a fait l'analogie suivante pour expliquer les mécanismes potentiels de Actualités médicales aujourd'hui:
« Imaginez l’intestin comme un marché animé où s’échangent toutes sortes de produits chimiques. Ces produits chimiques peuvent sauter dans le sang et se diriger vers la station centrale du cerveau. Les scientifiques pensent que cette voie de communication pourrait influencer la santé du cerveau, car si le marché (l’intestin) commence à vendre des produits inappropriés (comme des produits chimiques inflammatoires), cela pourrait contribuer au déclin du cerveau, observé dans la maladie d’Alzheimer. C'est un peu comme si de mauvais ingrédients étaient utilisés dans un gâteau : on se retrouvait avec un désastre en pâtisserie.
Bien que le rôle du système immunitaire dans la maladie d'Alzheimer ne soit pas bien compris, la recherche a établi un lien entre l'inflammation et un risque accru de maladie d'Alzheimer, et l'inflammation chronique pourrait jouer un rôle dans l'apparition de la maladie.
Cheng, l'auteur principal de l'étude, a déclaré MNT que « la maladie d'Alzheimer est une maladie difficile en raison de l'absence de traitement efficace ».
Cependant, a-t-il ajouté, le « »[b]L'axe pluie-intestin a montré son potentiel pour traiter les troubles cérébraux.
« Nous postulons que [the] « L'axe cerveau-intestin » pourrait être une bonne cible pour le développement de médicaments contre la maladie d'Alzheimer, car nous n'avons pas besoin de délivrer des molécules/composés au cerveau en améliorant la santé intestinale.
– Feixiong Cheng, Ph.D.
Utiliser l’IA pour explorer les voies de la maladie d’Alzheimer
Si la liaison potentiellement nocive des métabolites aux récepteurs pouvait être évitée, le risque potentiel de maladie d'Alzheimer pourrait alors être réduit. Pour identifier les paires de liaison, les chercheurs à l'origine de la présente étude ont d'abord effectué une analyse génétique pour identifier les relations entre 408 récepteurs et la maladie d'Alzheimer.
En utilisant le code génétique de ces récepteurs, les chercheurs ont utilisé les ressources existantes de l’intelligence artificielle (IA) pour prédire la forme des protéines qu’ils codent. Cela a donné une bonne idée de la forme des régions de liaison des récepteurs.
Les chercheurs ont ensuite pu prédire quels métabolites se lieraient à ces récepteurs et comment. La plupart des métabolites découverts étaient des métabolites lipidiques ou apparentés.
De nouvelles cibles thérapeutiques pour la maladie d’Alzheimer ?
Ils ont également étudié comment ces récepteurs pourraient réagir au microbiome d’une personne atteinte de la maladie d’Alzheimer. En étudiant les bactéries connues pour être abondantes dans le microbiome d'une personne atteinte de la maladie d'Alzheimer, les chercheurs ont identifié deux métabolites : l'agmatine et la phénéthylamine, qui sont abondamment produits par Bacteroides fragilis et Ruminocoquerespectivement.
Les chercheurs ont alors décidé d'observer l'impact de ces métabolites sur les neurones des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer en créant des neurones du cerveau antérieur à partir de cellules souches pluripotentes induites de personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer.
Ils ont constaté que l'agmatine réduisait les niveaux de p-tau181, de p-tau205 et de tau total. D'autres études sur la phénéthylamine ont montré qu'elle réduisait de manière significative les niveaux de p-tau181, de p-tau205 et de tau total dans les neurones pluripotents du cerveau antérieur induits par l'homme, de manière dose-dépendante.
C'est une découverte prometteuse, puisque la suraccumulation de tau est associée au développement de la maladie d'Alzheimer.
« Dans les études actuelles, nous avons uniquement quantifié la phosphorylation de la protéine tau, car celle-ci est un test plus robuste établi par notre laboratoire et d'autres scientifiques », a déclaré Cheng.
«Nous faisons davantage de tests précliniques [animal] des études visant à tester davantage l'efficacité des métabolites intestinaux (c'est-à-dire l'agmatine) et nous pourrions le tester dans de futurs essais. Nous obtiendrons beaucoup de succès dans nos études précliniques en cours et futures, incluant à la fois l'innocuité chez les personnes âgées et une efficacité élevée », a-t-il ajouté.
Les auteurs de l'étude soulignent que 99 % des essais cliniques sur les interventions pharmaceutiques contre la maladie d'Alzheimer n'ont pas abouti, et Cheng affirme que leurs résultats pourraient indiquer une nouvelle cible :
« C'est exact[ly] notre hypothèse : l'amélioration de la santé intestinale peut influencer les niveaux de tau dans le cerveau et prévenir ou même traiter la maladie d'Alzheimer. Cependant, nous avons besoin de plus de recherches à l’avenir pour approfondir cette hypothèse et nous y travaillons actuellement en utilisant des échantillons animaux et humains.
Ressource en libre accès pour les chercheurs sur la maladie d'Alzheimer
D'autres chercheurs sont invités à utiliser les résultats de cette étude, dans l'espoir que cela contribuera à de futures études, nous a dit Cheng.
« Nous travaillons sur des approches scientifiques ouvertes pour aider la communauté de recherche sur la maladie d'Alzheimer et aider nos collègues à accéder librement à toutes nos découvertes de « mégadonnées » pour guider leurs recherches futures visant à lutter contre la crise de la maladie d'Alzheimer », a déclaré Cheng.
