Dans un récent aperçu publié dans Celluleles chercheurs soulignent des recherches récentes visant à déterminer si le microbiote intestinal régule la pathologie tau et la neurodégénérescence médiée par tau d’une manière dépendante de l’isoforme ApoE.
Sommaire
Arrière-plan
Étant donné que les métabolites microbiens jouent un rôle crucial dans les fonctions gastro-intestinales (GI), métaboliques, neurales et immunitaires de l’homme, certains scientifiques ont commencé à croire en la redéfinition de l’homme comme ne faisant qu’un avec les microbiomes résidant à l’intérieur. Ils appellent cette toute nouvelle entité un « holobionte ».
La majorité de ces espèces microbiennes résident à l’intérieur de l’intestin humain. Les études associent de plus en plus les perturbations des populations du microbiome intestinal à une diversité de maladies neurologiques et autres, y compris la maladie d’Alzheimer.
Cependant, il n’y a pas de cohérence dans les résultats des études concernant les perturbations dans les taxons microbiens spécifiques des patients atteints de MA. Alors qu’une étude a trouvé des changements dans les métabolites microbiens du liquide céphalo-rachidien (LCR) chez les patients atteints de MA, d’autres études ont proposé des traitements à base de métabolites microbiens pour la MA. Néanmoins, il semble y avoir une possibilité d’utiliser les interactions hôte-microbien pour soulager les symptômes de la MA.
Il existe deux autres caractéristiques majeures de la MA en dehors de l’expression accrue du système génétique bêta-amyloïde (Aβ), qui jusqu’à présent n’a pas été caractérisé. Premièrement, on ne sait pas encore comment le microbiome intestinal affecte les enchevêtrements neurofibrillaires et la pathologie tau. De plus, on ne sait pas comment le microbiome intestinal impacte l’apolipoprotéine E (APOE) gène pour déclencher l’apparition de la MA.
À propos de l’étude
Dans une récente étude préclinique de Seo et al. Publié dans Science, ils ont développé un modèle murin de la MA. Tout d’abord, ils ont généré des souris mâles et femelles TE3 et TE4, des variantes à haut risque présentant une MA précoce. Ces souris ont surexprimé P301S, une isoforme tau de l’homme, mais avec une mutation ponctuelle entraînant une dégénérescence lobaire frontotemporale et l’amarrage APOE3 ou APOE4.
Ils ont élevé certaines souris dans un environnement sans germe (GF) (sans microbiome), tandis que d’autres avaient un microbiome de souris conventionnel. Cela les a aidés à explorer l’impact du microbiome sur les résultats liés à la maladie d’Alzheimer. Ils ont évalué les liens de causalité entre la tauopathie, l’APOE et le microbiome intestinal chez la souris. Notez qu’ils ont utilisé des antibiotiques pour diminuer le microbiote intestinal chez les deux types de souris de 16 à 22 jours après la naissance.
Résultats
Les chercheurs ont fait des observations intrigantes concernant la pathologie de la MA. Premièrement, ils ont noté que le traitement antibiotique conférait une protection contre la neuropathologie médiée par tau et APOE chez les souris mâles TE3 uniquement, suggérant que les interactions avec le microbiome étaient dépendantes de l’isoforme APOE et du sexe.
Deuxièmement, ils ont découvert que les souris TE4 âgées de 40 semaines élevées dans un environnement GF avaient une agrégation tau diminuée dans leur cerveau, une atrophie cérébrale réduite et des microglies et astrocytes réactifs par rapport aux souris TE4 élevées avec des microbiomes. Le séquençage de l’acide ribonucléique (ARN) à noyau unique des tissus hippocampiques des animaux de test a révélé que leur microbiote intestinal régulait l’expression des gènes contrôlant la gliose réactive, en particulier chez les souris mâles TE3.
En outre, le séquençage de l’ARN ribosomique 16S (ARNr) des microbes dans les matières fécales des souris a indiqué que les antibiotiques diminuaient l’abondance de deux genres bactériens liés au métabolisme des acides gras à chaîne courte (AGCC), à savoir, Butyricicoccus et Ruminocoque.
Les chercheurs ont administré de l’acétate, du butyrate et du propionate d’AGCC à des souris TE4 âgées de 10 à 31 semaines élevées dans un environnement GF, ce qui a inversé la protection conférée par l’élevage de GF sur les manifestations neuropathologiques de la maladie d’Alzheimer. En outre, il a confirmé que les métabolites microbiens médiés par les AGCC avaient un impact sur le risque induit par APOE et tau pour les caractéristiques de la MA.
Notez que d’autres modèles murins à base de bêta-amyloïde de la maladie d’Alzheimer et des modèles murins d’autres troubles neurodégénératifs, tels que la maladie de Parkinson (MP), ont montré des effets protecteurs similaires des déficits du microbiome induits par l’élevage de GF ou un traitement antibiotique.
conclusion
Dans l’ensemble, l’étude a démontré les effets indésirables des AGCC sur la neuropathologie de la MA chez des souris génétiquement prédisposées. Ils ont apporté la preuve du principe selon lequel les adaptations du microbiote observées dans les modèles murins AD sont subtiles mais significatives.
Le microbiote de la souris et de l’homme englobe des bactéries qui participent à la synthèse des SCFA. Cependant, chez l’homme, les AGCC sont synthétisés lorsque les bactéries fermentent les glucides complexes, ce qui suggère le rôle de l’alimentation dans le contexte humain. Ces facteurs qui façonnent différemment la souris et le microbiote humain doivent être soigneusement pris en compte.
Pour une compréhension clinique plus approfondie des sous-types de patients atteints de MA, Seo et al. ont suggéré que les caractérisations du microbiome basées sur le sexe, l’apport alimentaire et le risque d’APOE (à la fois compositionnel et fonctionnel) sont justifiées puisque plusieurs facteurs génétiques et environnementaux affectent la MA. Cela pourrait également ouvrir la voie à de meilleurs outils diagnostiques et thérapeutiques pour de multiples troubles neurologiques, y compris la MA et la MP.
