Une étude chez l’homme confirme le lien entre la maladie de Parkinson et les bactéries intestinales…
Quel est le lien entre la dysbiose intestinale et la maladie de Parkinson ? Conception par MNT ; Photographie par Maskot/Getty Images & STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images.
- Des études ont montré que le microbiote intestinal peut contribuer au développement de la maladie de Parkinson.
- Une vaste étude a récemment révélé que les personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentaient un déséquilibre dans la composition et la fonction du microbiome intestinal, montrant une surabondance d’agents pathogènes opportunistes et d’espèces associées à l’inflammation.
- Les personnes atteintes de la maladie de Parkinson ont également montré une réduction des espèces bactériennes et des voies associées aux effets anti-inflammatoires et neuroprotecteurs, et une augmentation de celles associées au métabolisme altéré des neurotransmetteurs.
- Ces résultats aident à valider les résultats d’études menées sur des modèles animaux de la maladie de Parkinson et aident à concevoir des expériences pour examiner plus en détail le rôle du microbiome intestinal dans le développement de la maladie.
Une étude récente publiée dans Nature Communications montre que les personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentent un déséquilibre du microbiote intestinal, exprimant des différences dans 30 % des espèces, genres et voies bactériennes par rapport aux individus neurologiquement sains.
Des études sur des modèles animaux ont suggéré que la maladie de Parkinson est associée à des altérations des niveaux de neurotransmetteurs, à une neuroinflammation et à l’agrégation de protéines mal repliées dans le cerveau, ce qui peut altérer le fonctionnement cognitif.
La nouvelle étude a révélé des changements dans l’abondance des espèces bactériennes intestinales et des voies associées à ces altérations, validant les preuves fournies par les études animales.
L’auteur de l’étude, le Dr Haydeh Payami, professeur de neurologie et de génétique à l’Université de l’Alabama à Birmingham, déclare :
« Cette étude a créé un vaste ensemble de données à la résolution la plus élevée actuellement possible et l’a rendu public sans restriction pour promouvoir la science ouverte. Il comprend des métadonnées détaillées sur 490 personnes atteintes de la maladie de Parkinson, le plus grand [Parkinson’s disease] cohorte avec des données sur le microbiome, et une cohorte unique de 234 personnes âgées neurologiquement saines, qui peuvent être utilisées dans un large éventail d’études. Nous avons montré qu’il existe un déséquilibre généralisé dans le métagénome de la maladie de Parkinson, créant un environnement propice aux événements neurodégénératifs et empêchant la récupération.
Maladie de Parkinson et microbiote intestinal
Le microbiote intestinal joue un rôle important dans le maintien de la santé, et un déséquilibre dans la composition et la fonction des micro-organismes intestinaux, connu sous le nom de dysbiose, est associé à des résultats négatifs pour la santé.
De plus, il existe une communication bidirectionnelle entre le microbiote intestinal et le cerveau. Le microbiote intestinal peut altérer les fonctions cérébrales en agissant sur les voies neuronales, en modulant le système immunitaire ou en produisant des messagers chimiques.
De manière constante, des études ont montré qu’un déséquilibre du microbiote intestinal est associé à des maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer, la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson.
La maladie de Parkinson est un trouble cérébral progressif caractérisé par des mouvements incontrôlés ou non coordonnés. En plus des déficits moteurs, la maladie de Parkinson est également associée à des symptômes gastro-intestinaux, tels que la constipation et une altération de la fonction de barrière intestinale.
Plusieurs études ont montré que l’axe intestin-cerveau pourrait contribuer au développement de la maladie de Parkinson. De plus, il a été émis l’hypothèse que la maladie de Parkinson pourrait provenir de l’intestin et se propager ensuite au cerveau.
De l’intestin au cerveau
Des études humaines et animales ont fourni des preuves à l’appui de cette hypothèse, mais les données ne sont pas encore concluantes.
La formation d’agrégats anormaux de la protéine alpha-synucléine dans la substantia nigra, une région cérébrale impliquée dans le contrôle moteur, joue un rôle dans le développement de la maladie de Parkinson.
Des études d’imagerie chez l’homme ont montré que l’alpha-synucléine pouvait se propager de l’intestin au cerveau dans certains cas de maladie de Parkinson.
De plus, les données épidémiologiques suggèrent que l’ablation chirurgicale du nerf vague, qui conduit l’information entre le cerveau et l’intestin, peut réduire le risque de maladie de Parkinson.
De plus, une étude dans un modèle de rongeur de la maladie de Parkinson a montré que les souris sans germes dépourvues de microbiote intestinal présentent des symptômes atténués de la maladie de Parkinson, tels que des déficits moteurs et une inflammation du cerveau, que les souris avec un microbiote intestinal normal.
Ces études suggèrent un rôle potentiel du microbiote intestinal dans le développement de la maladie de Parkinson.
Des études ont également examiné la composition du microbiome intestinal des personnes atteintes de la maladie de Parkinson à l’aide d’échantillons fécaux et ont observé des déséquilibres dans le microbiome intestinal.
Cependant, les résultats de ces études sont incohérents, les microbes intestinaux responsables de la dysbiose variant d’une étude à l’autre.
Étudier la diversité bactérienne dans l’intestin
La plupart des études ont utilisé une méthode appelée séquençage du gène de l’ARNr 16S, qui identifie les micro-organismes intestinaux sur la base des différences dans le gène codant pour l’ARN ribosomal 16s.
Cependant, cette méthode, dans la plupart des cas, ne permet que l’identification du genre mais pas l’espèce des micro-organismes intestinaux. De plus, le séquençage de l’ARNr 16S ne donne aucun aperçu de la composition génétique des micro-organismes et donc de leur profil fonctionnel.
Le séquençage métagénomique Shotgun est une technique plus récente qui facilite l’identification du genre et de l’espèce du microbiote intestinal.
Le séquençage métagénomique Shotgun repose sur la décomposition de l’ADN de tous les micro-organismes de l’échantillon en petits fragments, puis sur le séquençage de chaque fragment.
Ces séquences peuvent ensuite être analysées à l’aide de bases de données existantes pour identifier les taxons et les espèces des microorganismes de l’échantillon et la fonction des gènes codés par ces microorganismes.
Modifications de la composition microbienne
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé le séquençage métagénomique shotgun pour examiner l’association entre le microbiome intestinal et la maladie de Parkinson.
Ils ont utilisé des échantillons fécaux provenant de 490 personnes atteintes de la maladie de Parkinson et de 234 participants sans maladies neurologiques.
Plus de la moitié des participants du groupe témoin en bonne santé neurologique étaient des conjoints de personnes atteintes de la maladie de Parkinson, minimisant ainsi l’effet potentiel des facteurs environnementaux sur le microbiome intestinal.
Les chercheurs ont découvert que l’abondance d’environ 30 % des espèces et genres chez les patients atteints de la maladie de Parkinson différait de celle des individus neurologiquement sains.
Les chercheurs ont également examiné la corrélation entre l’abondance des micro-organismes intestinaux. Une corrélation positive entre deux microbes suggérerait une augmentation ou une diminution simultanée de l’abondance des deux espèces.
En revanche, une corrélation négative indiquerait une compétition entre les deux espèces, l’abondance de l’une augmentant et celle de l’autre diminuant.
Les chercheurs ont pu identifier plusieurs groupes de micro-organismes intestinaux sur la base de la présence de corrélations entre l’abondance des espèces.
Dans l’un des groupes, l’abondance de quatre espèces de Streptococcus était élevée dans la maladie de Parkinson, tandis que celle de quatre autres espèces de Streptococcus était réduite.
De plus, l’abondance d’une des espèces élevées de Streptococcus était négativement corrélée avec celle d’une autre espèce de Streptococcus. Cela suggère que les espèces de Streptococcus les plus abondantes ont inhibé la croissance des autres espèces de Streptococcus.
Ces résultats démontrent la variabilité de l’abondance des espèces appartenant à un même genre et mettent en évidence la capacité du séquençage métagénomique shotgun à identifier la dynamique entre différentes espèces appartenant à un même genre.
Bactéries productrices d’acides gras à chaîne courte
L’un des groupes comprenait des espèces bactériennes intestinales dont l’abondance montrait la plus forte augmentation de la maladie de Parkinson et comprenait des bactéries appartenant aux genres Bifidobacterium et Lactobacillus.
En revanche, les bactéries intestinales qui produisent des acides gras à chaîne courte après la dégradation des fibres indigestes ont montré une abondance plus faible dans la maladie de Parkinson et ont également formé un groupe distinct.
Notamment, des études ont montré qu’une plus faible abondance de bactéries productrices d’acides gras à chaîne courte et une abondance élevée d’espèces Bifidobacterium et Lactobacillus sont associées à des troubles impliquant une inflammation intestinale.
Les chercheurs ont également identifié deux groupes de patients atteints de la maladie de Parkinson qui comprenaient des niveaux élevés d’agents pathogènes opportunistes. Ces microbes sont bénéfiques ou inoffensifs dans des conditions normales, mais peuvent provoquer une infection dans certaines circonstances, telles que celles impliquant un système immunitaire affaibli.
Ces résultats indiquent une augmentation des micro-organismes pathogènes et des espèces bactériennes associées à l’inflammation dans l’intestin des patients atteints de la maladie de Parkinson.
Voies métaboliques
Les chercheurs ont également identifié des voies métaboliques et des gènes qui étaient surreprésentés dans le microbiome intestinal de la maladie de Parkinson.
Bien que plusieurs de ces voies ne soient pas spécifiques à la maladie de Parkinson, elles ont identifié d’autres voies dont la recherche a précédemment montré qu’elles étaient altérées dans des modèles animaux de la maladie.
L’analyse a révélé un enrichissement des espèces, des gènes et des voies associées à une inflammation accrue chez l’hôte. De plus, il y a eu une réduction des espèces et des voies impliquées dans la dégradation des fibres alimentaires non digestibles, mais une augmentation de celles impliquées dans la dégradation des protéines.
Parmi les voies du métabolisme des protéines régulées positivement figurait la voie de la thréonine. La voie de la thréonine peut décomposer les protéines dérivées de l’alimentation ou de l’hôte.
La mucine, la protéine qui forme la barrière protectrice du mucus intestinal, peut également être dégradée par la voie de la thréonine. Ainsi, une barrière muqueuse intestinale compromise en raison d’une prépondérance de micro-organismes utilisant la voie de la thréonine pourrait augmenter la perméabilité intestinale et le risque d’inflammation.
Les microbes intestinaux peuvent également produire et métaboliser des neurotransmetteurs et donc potentiellement moduler les voies neuronales de l’axe intestin-cerveau.
Les chercheurs ont découvert que les espèces microbiennes et les voies associées au métabolisme des neurotransmetteurs, tels que la sérotonine, la dopamine et le glutamate, étaient dérégulées chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Notamment, les personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentent des altérations des niveaux de ces neurotransmetteurs.
Les curli protéiques produits par certaines espèces bactériennes peuvent conduire à l’accumulation de la protéine alpha-synucléine et à l’inflammation dans les modèles animaux de la maladie de Parkinson.
Dans la présente étude, les chercheurs ont découvert une abondance accrue d’espèces et de voies pouvant produire la protéine curli.
De même, il y a eu une réduction de l’abondance des espèces bactériennes et des voies qui produisent du tréhalose et du nicotinamide, qui protègent le système nerveux, et une augmentation de celles qui produisent des toxines.
Pourtant, les modèles animaux de maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson ne présentent pas toutes les caractéristiques caractéristiques de cette maladie. Cela soulève des questions sur la validité des résultats obtenus à partir de ces modèles.
Les modifications des voies métaboliques décrites ci-dessus ont été impliquées dans des modèles animaux de la maladie de Parkinson et valident les résultats de ces études précliniques.
Le Dr Robert Friedland, neurologue à l’Université de Louisville, non impliqué dans cette étude, a déclaré à Medical News Today que :
« Ce travail est l’étude la plus importante et la plus complète à ce jour sur le microbiote et la maladie de Parkinson. L’étude confirme, dans une large population, des différences dans les microbes intestinaux [Parkinson’s disease] sujets et explique comment les changements dans l’intestin peuvent conduire à la maladie.
“Ce qui est le plus prometteur, c’est qu’il est relativement facile de modifier nos bactéries intestinales”, a noté le Dr Friedman. “Ce groupe et d’autres explorent des moyens de traiter les maladies du cerveau telles que les maladies neurodégénératives – la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la SLA – en utilisant des traitements qui modifient les bactéries et leurs activités métaboliques.”
“Cette voie permet de cibler les thérapies sur l’intestin sans avoir besoin de pénétrer dans le sang ou le cerveau”, a-t-il souligné.
