«Nous avions déjà montré que le profil du microbiote intestinal chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer était altéré par rapport aux personnes saines, explique Giovanni Frisoni. Il présente en effet une diversité microbienne réduite avec, de plus, la surreprésentation de certaines bactéries et la forte diminution d’autres microbes. Nous avions aussi découvert une association entre un phénomène inflammatoire détecté dans le sang, certaines bactéries intestinales et la maladie d’Alzheimer. D’où l’hypothèse que nous avons voulu tester ici: l’inflammation du sang pourrait-elle constituer un médiateur entre le microbiote et le cerveau?»
Le cerveau sous influence
Il existe plusieurs voies par lesquelles les bactéries intestinales peuvent influencer le fonctionnement du cerveau et favoriser la neurodégénérescence. Premièrement, elles peuvent influencer la régulation du système immunitaire et, par conséquent, modifier l’interaction entre ce dernier et le système nerveux. Les lipopolysaccharides, des protéines situées sur la membrane des bactéries aux propriétés pro-inflammatoires, ont d’ailleurs été trouvées dans les plaques amyloïdes et autour des vaisseaux cérébraux des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer. Ensuite, le microbiote intestinal produit des métabolites —et notamment les acides gras à chaîne courte— qui, ayant des propriétés neuroprotectrices et anti-inflammatoires, affectent directement ou indirectement les fonctions cérébrales.
«Pour déterminer si les médiateurs inflammatoires et les métabolites bactériens constituent oui ou non un lien entre le microbiote intestinal et la pathologie amyloïde dans la maladie d’Alzheimer, nous avons étudié une cohorte de 89 personnes de 65 à 85 ans, dont certaines souffraient de la maladie d’Alzheimer ou d’autres maladies neurodégénératives causant des problèmes de mémoire similaires, et d’autres ne présentant aucun trouble de la mémoire, rapporte Moira Marizzoni, ancienne chercheuse à l'UNIGE travaillant actuellement au Centre Fatebenefratelli de Brescia et première auteure de ces travaux. À l'aide de l'imagerie PET, nous avons mesuré le dépôt d’amyloïde puis quantifié la présence dans leur sang de divers marqueurs d’inflammation et de protéines produites par les bactéries intestinales, notamment les lipopolysaccharides et acides gras à chaîne courte.»
Une très nette corrélation
Les résultats de l'expérience sont sans appel: certains produits bactériens du microbiote intestinal sont corrélées à la quantité des plaques amyloïdes dans le cerveau et ce, par l’intermédiaire du système sanguin, qui transporte certaines protéines des bactéries jusqu’au cerveau. En effet, des taux sanguins élevés de lipopolysaccharides et de certains acides gras à chaîne courte (l’acétate et le valérate) sont associés à la fois à d’importants dépôts amyloïdes dans le cerveau et à ces souches bactériennes particulières. À l’inverse, de hauts taux d’un autre acide gras à chaîne courte, le butyrate, sont associés à une pathologie amyloïde moins importante. Sans établir pour l'instant de lien de cause à effet, ces travaux apportent la preuve d’une association entre certaines protéines du microbiote intestinal et l’amylose cérébrale à travers un phénomène inflammatoire sanguin. Les scientifiques vont maintenant travailler à l’identification des bactéries en jeu dans ce phénomène.
Une stratégie basée sur la prévention
Cette découverte ouvre la voie à des stratégies protectrices potentiellement très novatrices – au travers de l’administration d’un cocktail bactérien par exemple, ou de prébiotiques afin de nourrir les «bonnes» bactéries de notre intestin. «Il ne faut cependant pas se réjouir trop vite,» tempère Giovanni Frisoni. En effet, il faut d’abord identifier les souches du cocktail. Ensuite, cet effet neuroprotecteur ne pourrait être efficace qu’à un stade très précoce de la maladie, dans une optique de prévention plutôt que de thérapie. Or, le diagnostic précoce reste encore aujourd’hui l’un des principaux défis de la prise en charge des maladies neurodégénératives, car il faut développer des protocoles permettant d’identifier les personnes à haut risque pour les traiter bien avant l’apparition de symptômes détectables.
Cette étude a pu être réalisée grâce au soutien de l’Association suisse pour la recherche sur l’Alzheimer, la Fondation Segre, la Fondation Velux, la Fondation Edmond J. Safra, la Fondazione Agusta, la Fondation Chmielewski, M. Ivan Pictet, ainsi que grâce à d’autres soutiens.
