Des bactéries spécifiques dans l'intestin incitent les souris mères à négliger leurs petits

Des bactéries spécifiques dans l'intestin incitent les souris mères à négliger leurs petits

Les chercheurs de Salk font des découvertes inattendues sur la façon dont un microbe particulier influence le comportement animal

LA JOLLA — Alors que les scientifiques en apprennent davantage sur les micro-organismes qui colonisent l'organisme – collectivement appelés microbiote –, l'un des sujets qui suscitent un vif intérêt est l'effet que ces microbes peuvent avoir sur le cerveau. Une nouvelle étude menée par des scientifiques du Salk Institute a identifié une souche de E. coli bactéries qui, lorsqu'elles vivent dans les intestins des souris femelles, les amènent à négliger leur progéniture.

Les résultats, publiés le 29 janvier 2021 dans la revue Science Advances, montrent un lien direct entre un microbe particulier et le comportement maternel. Bien que cette recherche ait été menée sur des souris, elle s'ajoute au corpus scientifique croissant démontrant que les microbes intestinaux sont importants pour la santé cérébrale et peuvent influencer le développement et le comportement.

« À notre connaissance, il s’agit de la première démonstration que le microbiote intestinal est important pour favoriser un comportement maternel sain et le lien entre la mère et sa progéniture dans un modèle animal », déclare le professeur Janelle Ayres, chef du laboratoire de physiologie moléculaire et systémique de Salk et auteur principal de l'article. « Cela renforce les preuves toujours plus nombreuses de l'existence d'un lien entre l'intestin et le cerveau, et du rôle important des microbes dans la régulation du comportement de l'hôte qu'ils hébergent. »

L'impact du microbiote sur la santé mentale et les troubles neurologiques est un domaine de recherche en plein essor. La composition du microbiote intestinal a été associée à la dépression, à l'anxiété, à l'autisme et à d'autres pathologies. Cependant, il est difficile d'étudier l'influence de chaque souche bactérienne sur le comportement humain, une connexion souvent appelée « axe microbiote-intestin-cerveau ».

Dans son laboratoire, Ayres utilise des souris pour étudier comment les systèmes corporels et le cerveau interagissent pour favoriser la santé. Elle se concentre notamment sur la régulation des processus corporels par les microbes et sur la façon dont ces derniers influencent la croissance et le comportement. Dans le cadre des expériences actuelles, elle et son équipe ont étudié des groupes de souris présentant chacune une souche unique de E. coli dans leur intestin. Souris avec une souche particulière de E. coli, appelée O16:H48 MG1655, a donné naissance à une progéniture présentant un retard de croissance. Un examen plus approfondi a révélé que les souris étaient plus petites car mal nourries.

« Nous avons constaté que le comportement des petits était normal, que le lait maternel était de composition normale et saine, et qu'il était produit en quantité normale », explique Ayres. « Nous avons finalement compris que la colonisation par cette bactérie particulière entraînait un mauvais comportement maternel. Les souris négligeaient leurs petits. »

Des expériences complémentaires ont révélé que les souris pouvaient être sauvées d'un retard de croissance, soit en leur administrant un facteur de croissance appelé IGF-1, soit en les confiant à des mères adoptives capables de s'occuper correctement d'elles. Cela a confirmé que le retard de croissance était dû au comportement des mères plutôt qu'à un facteur chez les petits eux-mêmes.

« Notre étude apporte une compréhension inédite de la façon dont le microbiote intestinal peut perturber le comportement maternel et de l'impact négatif que cela peut avoir sur le développement de la progéniture », explique Yujung Michelle Lee, première auteure, ancienne doctorante du laboratoire d'Ayres et aujourd'hui chercheuse postdoctorale à Genentech. « Il est très intéressant pour moi de constater que l'établissement d'une relation mère-enfant saine dépend de facteurs autres que les hormones, et que les micro-organismes présents dans notre organisme y jouent un rôle important. »

Ayres et son équipe prévoient d'étudier comment ces microbes provoquent des changements de comportement chez les souris. Les premiers résultats suggèrent que les bactéries pourraient affecter les niveaux de sérotonine, l'hormone associée au bonheur et au bien-être, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires.

« Il est très difficile d'étudier ces relations chez l'homme, car le microbiote humain contient des centaines d'espèces différentes de micro-organismes », explique Ayres, titulaire de la chaire de développement Helen McLoraine. « Mais une fois que nous aurons mieux compris les mécanismes dans les modèles animaux, nous pourrons peut-être appliquer nos résultats à l'homme et déterminer si les microbes et leurs effets pourraient être identiques. »

La souche O16:H48 MG1655 a été trouvée dans les intestins humains et on pensait auparavant qu'elle n'avait aucun effet positif ou négatif.

Les autres auteurs de l'étude étaient Andre Mu de Salk et Martina Wallace, Jivani M. Gengatharan, Annalee J. Furst, Lars Bode et Christian M. Metallo de l'Université de Californie à San Diego.

Ce travail a été financé par une bourse de recherche senior de la Crohn's and Colitis Foundation, une subvention R01 AI114929 des National Institutes of Health et la Fondation Lynne et Mason Rosenthal/Leo S. Guthman.