E. coli dans l’intestin peut alimenter une « réaction en chaîne » menant à la maladie de Parkinson, selon une première étude
La maladie de Parkinson peut parfois commencer dans le tube digestif et se propager jusqu’au cerveau, en partie grâce à une réaction en chaîne alimentée par les microbes intestinaux, suggèrent de nouvelles recherches.
Le tube digestif inférieur héberge de nombreux micro-organismes, collectivement appelés microbiome intestinal. Chez les personnes avec La maladie de Parkinsonl’équilibre des microbes dans l’intestin se modifie, avec certaines familles de bactéries prendre pied sur les autres. Une famille est connue sous le nom d’Enterobacteriaceae, qui comprend le microbe bien connu E. coli.
« Plus il y a d’entérobactéries, plus la fonction motrice est réduite », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Elizabeth Bessprofesseur adjoint au département de chimie de l’Université de Californie à Irvine. En bref, à mesure que la concentration de microbes augmente, les symptômes de la maladie de Parkinson liés au mouvement s’aggravent, a-t-elle déclaré à Live Science.
Aujourd’hui, dans deux études récentes, Bess et ses collègues ont identifié une réaction en chaîne qui commence par E. coli et se termine par la formation d’amas de protéines anormaux dans l’intestin – les mêmes amas de protéines que l’on trouve dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie de Parkinson.
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Recherches antérieures a suggéré qued’une manière ou d’une autre, ces amas dans l’intestin stimulent la formation d’amas dans le cerveau, peut-être par l’intermédiaire du autoroute nerveuse qui relie les deux organes. Ainsi, les nouvelles études pourraient aider à comprendre comment le microbiome intestinal contribue à cette chaîne d’événements.
On ne pense pas que tous les cas de maladie de Parkinson commencent dans l’intestin et se propagent au cerveau ; certains font probablement le contraire. « Nous ne savons pas quelle fraction commence dans l’intestin, à ce stade », a déclaré Bess. Mais en comprenant mieux les cas intestinaux-cerveau, les scientifiques pourraient potentiellement découvrir des moyens de prévenir ce sous-type de la maladie, a-t-elle suggéré.
Les chercheurs ont publié leurs résultats en mars et juillet dans les revues ACS Chimie Biologie et Neuroscience chimique ACSrespectivement.
Pour savoir comment se forment les amas de protéines dans l’intestin, les chercheurs ont d’abord examiné des études antérieures sur le cerveau. Les cellules du cerveau vieillissant peuvent accumuler du fer qui perturbe la structure de la dopamine, un messager chimique. Cette dopamine, à son tour, peut réagir avec des protéines saines appelées alpha-synucléines, provoquant ainsi leur agglomération. L’équipe voulait voir si quelque chose de similaire pouvait se produire dans l’intestin, où la dopamine est également abondante.
Les chercheurs ont grandi E. coli dans une boîte de laboratoire aux côtés du fer et du nitrate, un composé présent dans l’intestin lorsqu’il est enflammé ou sous stress oxydatif. E. coli peut utiliser du nitrate comme carburant et, ce faisant, il élimine l’un des atomes d’oxygène du nitrate, le transformant en un autre composé, appelé nitrite.
Ce nitrite est la clé. Une fois libéré par la bactérie, le composé réagit avec le fer, en ajoutant de l’oxygène ou en l’« oxydant ». Le fer oxydé oxyde ensuite la dopamine, et celle-ci réagit avec l’alpha-synucléine, provoquant son agglutination. Les chercheurs ont observé cette agglomération se développer dans les cellules de la muqueuse intestinale de la souris, qui ressemblent au même type de cellules que celles de l’intestin humain.
« En fin de compte, vous arrivez à ce processus d’agrégation », a déclaré Bess. « Ce qui est intéressant pour moi, c’est qu’il y a potentiellement plusieurs sites d’intervention. » Étant donné qu’il y a plusieurs étapes à franchir E. coli Aux amas de protéines, il existe plusieurs possibilités d’arrêter le processus, a-t-elle déclaré.
En fait, dans leur article ACS Chemical Neuroscience, l’équipe a découvert qu’un composé présent dans le café – l’acide caféique – peut aider à empêcher le fer d’oxyder la dopamine. Les chercheurs pensent que les concentrations d’acide caféique avec lesquelles ils ont travaillé imitent ce que l’on pourrait trouver dans l’intestin d’un buveur de café, mais cette hypothèse nécessitera des tests supplémentaires pour être confirmée, a noté Bess.
Prises ensemble, ces études constituent une première étape vers l’explication de la manière dont le microbiome intestinal pourrait contribuer à la maladie de Parkinson.
Vinata Vedam-Maiprofesseur adjoint de neurochirurgie à l’Université de Floride qui n’a pas participé aux travaux, a qualifié les résultats d' »intrigants ». Cependant, elle a noté dans un e-mail adressé à Live Science que les données avaient toutes été recueillies lors d’expériences en laboratoire, « sans la présence d’autres cellules et composants immunitaires ».
Les résultats suggèrent que les réactions d’oxydation dans l’intestin pourraient aider à déclencher le processus d’agglutination des protéines décrit par les chercheurs, a déclaré Vedam-Mai. Mais il y a bien d’autres choses qui se mélangent dans le tube digestif, notamment antioxydants provenant de l’alimentation humaine et des déchets libérés par les cellules immunitaires. En raison de cette complexité, « je doute que le métabolisme des nitrates soit l’un des principaux moteurs » des réactions d’oxydation dans l’intestin, a-t-elle déclaré.
Bess a ajouté que, puisqu’ils se concentraient uniquement sur E. coliils n’ont pas compris comment les bactéries pourraient interagir avec d’autres microbes intestinaux – qui sont nombreux.
En fin de compte, « il serait important de tester ces hypothèses dans des modèles précliniques avant de prendre des mesures vers des approches préventives ou de faire des déclarations substantielles », a déclaré Vedam-Mai. Les modèles précliniques peuvent inclure des animaux de laboratoire ou versions miniatures et cultivées en laboratoire d’organes humainsPar exemple.
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