Des chercheurs de l’Université de Calgary ont conçu un nouveau système d’imagerie et de préparation expérimentale leur permettant d’enregistrer l’activité du système nerveux entérique chez la souris. La nouvelle technique permet aux chercheurs d’enregistrer ce que l’on appelle parfois le cerveau de l’intestin au cours des processus complexes de digestion et d’élimination des déchets.
Cette façon complètement différente de mener des expériences permet de mieux comprendre la complexité des interactions nerveuses qui régulent et coordonnent les réponses du système nerveux intestinal. Cela nous ouvre de nouvelles voies pour comprendre ce qui se passe réellement, et cela va nous aider à mieux comprendre les maladies et les troubles gastro-intestinaux. »
Dr Wallace MacNaughton, PhD, co-chercheur principal
Les neurones, ou cellules nerveuses, intégrés dans la paroi de l’intestin contrôlent avec précision ses mouvements. L’équipe a utilisé des souris génétiquement codées avec des marqueurs fluorescents, de sorte que les neurones du système nerveux de l’intestin « s’allument », en vert brillant sous les microscopes, chaque fois que les neurones sont activés. Les images fournissent déjà de nouvelles perspectives.
« Cette vague d’excitation autour de la circonférence de l’intestin et le changement d’excitabilité neuronale n’ont jamais été observés auparavant », déclare le Dr Keith Sharkey, PhD, co-chercheur principal. « Lorsque l’intestin est distendu, les circuits nerveux réagissent de manière totalement différente que lorsque l’intestin est détendu. »
L’étude de l’équipe est la première qui montre, dans une préparation intestinale intacte, le rôle de la distension physique de l’intestin dans le contrôle de la coordination de l’ensemble du réseau neuronal dans l’intestin. Les conclusions publiées dans le Journal de physiologie inclure des instructions sur la façon de reproduire la technique que Sharkey décrit comme mariant la technologie à la biologie.
« Nous voulions que tous les chercheurs aient accès à cette approche », explique Sharkey. « Mieux comprendre la physiologie de l’intestin est fondamental pour pouvoir comprendre ce qui se passe lorsqu’il ne fonctionne pas correctement et pour développer des traitements efficaces. »
Les populations de neurones, l’architecture neurale et la façon dont l’intestin est disposé sont pratiquement identiques dans l’intestin de souris et l’intestin humain. Cela rend très probable que des processus similaires se produisent dans l’intestin humain, selon les chercheurs.
Les troubles gastro-intestinaux (GI), comme le syndrome du côlon irritable et la maladie de Crohn, touchent de 10 à 20 % de la population nord-américaine et coûtent des milliards de dollars en soins de santé. Pourtant, comme les troubles gastro-intestinaux sont mal compris, les traitements actuels ne fonctionnent que pour une fraction des patients, peuvent perdre leur efficacité avec le temps ou provoquer des effets secondaires graves.
Sharkey et MacNaughton prévoient maintenant d’étudier comment les probiotiques, l’inflammation et l’infection bactérienne modifient le contrôle et la coordination du système nerveux de l’intestin chez la souris.
« Cela nous donne un modèle qui peut nous aider à tester de nouvelles approches pour traiter les maladies gastro-intestinales chez les personnes à un moment donné dans le futur », a déclaré MacNaughton.
Les co-premiers auteurs de l’étude, le Dr Jean-Baptiste Cavin, PhD, et le Dr Preedajit Wongkrasant, PhD, ont joué un rôle fondamental dans la conception du système expérimental et le raffinement des techniques.
