B12 produit par les bactéries intestinales supprime le comportement hyperactif des mutants unc-2(gof). Crédit: Biologie cellulaire naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41556-023-01299-2
Une nouvelle étude publiée dans Biologie cellulaire naturelle par Mark Alkema, Ph.D., professeur de neurobiologie à la Chan Medical School de l'Université du Massachusetts, établit un lien moléculaire important entre des bactéries spécifiques productrices de B12 dans l'intestin du ver rond C. elegans et la production d'acétylcholine, un neurotransmetteur important pour mémoire et fonction cognitive.
Les scientifiques reconnaissent de plus en plus que l’alimentation et le microbiote intestinal peuvent jouer un rôle important dans la santé du cerveau. Les changements dans la composition du microbiome ont été associés à des troubles neurologiques tels que l’anxiété, la dépression, les migraines et la neurodégénérescence. Pourtant, déterminer la cause et l’effet de bactéries ou de nutriments individuels sur le fonctionnement cérébral s’est avéré un défi.
“Il y a plus de bactéries dans votre intestin que de cellules dans votre corps”, a déclaré Woo Kyu Kang, Ph.D., chercheur postdoctoral au laboratoire Alkema et premier auteur de la présente étude. “La complexité du cerveau, les centaines d'espèces bactériennes qui composent le microbiome intestinal et la diversité des métabolites rendent presque impossible la compréhension de l'impact des bactéries sur le fonctionnement cérébral.”
Pour isoler l'impact de bactéries individuelles sur des fonctions cérébrales spécifiques, le Dr Kang a administré un régime composé d'une seule espèce bactérienne à des vers porteurs d'une mutation qui entraîne un déséquilibre dans la signalisation excitatrice/inhibitrice dans le cerveau et conduit à des comportements semblables à des crises. dans le ver. Une mutation génétique similaire chez l’homme provoque des migraines.
Kang a nourri ces mutants de C. elegans avec un régime alimentaire composé d'une seule espèce bactérienne et a observé les changements dans la fréquence des crises. Sur les 40 régimes bactériens différents qu’il a testés, 18 ont réduit le nombre de crises. D’autres expériences ont montré que l’attribut commun à plusieurs de ces bactéries était leur capacité à produire de la vitamine B12.
Selon le Dr Alkema et Kang, la B12 réduit les niveaux de choline dans le corps. La choline, un composé présent dans divers aliments et essentiel au métabolisme des graisses dans le foie, peut être utilisée dans le cycle méthionine/S-adénosylméthionine (Met/SAM) dépendant de la vitamine B12, une voie métabolique qui produit de la méthionine (un acide aminé acquis par l'homme par le biais d'un régime alimentaire essentiel au métabolisme) dans l'intestin.
Cependant, la choline est également utilisée pour fabriquer le neurotransmetteur acétylcholine dans le système nerveux. Trop d’acétylcholine entraîne un déséquilibre excitateur qui provoque un comportement semblable à une crise chez les vers mutants.
Lorsque plus de B12 est présente, plus de choline est utilisée dans le cycle Met/SAM, laissant moins de choline pour produire de l'acétylcholine. La réduction de la quantité d'acétylcholine rétablit l'équilibre excitateur/inhibiteur dans le système nerveux et réduit l'activité convulsive chez C. elegans.
Les chercheurs ont souligné que l'impact de la « diaphonie » entre le microbiome, la vitamine B12, la fonction cérébrale et le comportement n'apparaît que dans des conditions où l'organisme est stressé, soit génétiquement, soit environnementalement. Une carence en B12 chez l'homme a été associée à des troubles neurologiques caractérisés par un déséquilibre excitateur/inhibiteur tels que la schizophrénie, la dépression et les migraines.
“Il sera intéressant de déterminer si les mécanismes moléculaires découverts chez le ver peuvent également expliquer l'impact de la B12 sur la signalisation excitatrice dans plusieurs troubles neurologiques humains”, a déclaré Alkema.
En utilisant d'autres modèles de vers pour d'autres maladies humaines et en testant d'autres métabolites et bactéries, Alkema et ses collègues espèrent révéler d'autres liens entre le microbiome intestinal et la fonction cérébrale qui peuvent également être utilisés pour améliorer la santé humaine.
Plus d'information:
Woo Kyu Kang et al, La vitamine B12 produite par les bactéries intestinales module la signalisation cholinergique, Biologie cellulaire naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41556-023-01299-2
Fourni par la faculté de médecine UMass Chan
Citation: Des chercheurs identifient un lien moléculaire entre les bactéries intestinales et la signalisation cérébrale excitatrice chez C. elegans (4 janvier 2024) récupéré le 4 janvier 2024 sur
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