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Le rôle de la santé intestinale dans les maladies neurodégénératives

Des recherches relient les bactéries intestinales et les métabolites à l'Alzheimer, la SLA et la maladie de Parkinson.

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Les Maladies neurodégénératives (MND), comme la maladie d'Alzheimer (MA), la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et la maladie de Parkinson (MP), ont des effets graves sur les patients et leurs familles. Ces conditions peuvent entraîner un handicap, réduire l'espérance de vie et sont une grosse cause de décès dans le monde. Les chercheurs commencent à étudier le lien entre l'intestin et le cerveau dans la maladie d'Alzheimer en utilisant des souris. Cependant, les raisons derrière ces maladies, surtout la SLA, la MA et la MP, ne sont toujours pas très claires.

Santé intestinale et maladies neurodégénératives

L'intestin communique avec les organes de tout le corps. Quand il y a un déséquilibre de certaines substances dans le corps, ça peut provoquer de l'inflammation dans l'intestin et d'autres zones, du stress oxydatif et des problèmes de production d'énergie dans les cellules. Ces problèmes peuvent contribuer au développement des maladies neurodégénératives. Par exemple, le sulfure d'hydrogène (H2S) est produit dans le corps et a plein de fonctions bénéfiques. Mais trop de H2S peut mener à de l'inflammation et d'autres soucis de santé. Des recherches ont montré qu'il y a des changements dans le métabolisme du Soufre dans des maladies comme celle de Parkinson.

Dans une étude récente, des chercheurs ont collecté des échantillons de selles de patients atteints de trois maladies neurodégénératives différentes et d'un groupe de personnes en bonne santé pour étudier les Bactéries intestinales et les Métabolites. Ils ont pris des échantillons tôt dans la maladie, quand les patients ont vu un neurologue pour la première fois. L'étude a trouvé un lien entre un métabolite spécifique, le DHPS, et les maladies neurodégénératives. Les niveaux de DHPS étaient plus bas dans les selles des patients atteints de ces maladies par rapport aux personnes en bonne santé. L'étude a également révélé que certaines bactéries qui aident à produire et à décomposer le DHPS étaient plus abondantes chez les patients ayant ces maladies.

Participants à l'étude

De l'été 2021 au printemps 2022, 48 personnes ont participé à l'étude, et 45 l'ont complétée. Parmi elles, 39 ont fourni des échantillons de selles. Les participants étaient principalement des individus caucasiens vivant dans une région spécifique du Tennessee.

Étude des métabolomiques

Les chercheurs ont utilisé la métabolomique non ciblée pour examiner les changements dans le métabolisme intestinal liés à ces maladies. Ils ont identifié 164 métabolites différents et ont observé que chaque maladie avait son propre profil métabolique par rapport aux contrôles sains. Ils se sont concentrés sur les métabolites montrant des changements significatifs, révélant des marqueurs spécifiques pour chaque maladie. Ils ont identifié des marqueurs uniques pour la MA, la SLA et la MP, ainsi que des marqueurs communs modifiés dans les trois maladies.

L'analyse a mis en évidence des différences significatives dans les profils métaboliques intestinaux des patients atteints de MA, SLA et MP par rapport aux individus sains. Chez les patients atteints de MA, de nombreux métabolites étaient modifiés, indiquant des changements dans le métabolisme liés au soufre et à l'énergie. Des métabolites spécifiques étaient uniques à la MA, ce qui pourrait jouer un rôle dans la maladie.

Résultats sur les marqueurs métaboliques

L'étude a trouvé que 19 métabolites étaient systématiquement modifiés dans les trois maladies. Un métabolite important, le DHPS, était significativement plus bas chez les patients. Ce métabolite a montré de fortes connexions avec d'autres substances importantes impliquées dans le métabolisme.

Pour la SLA et la MP, des résultats similaires ont été observés. Les chercheurs ont noté que les deux conditions entraînaient des changements dans divers chemins métaboliques, y compris ceux impliquant le soufre et les acides aminés. Des métabolites uniques ont également été identifiés pour la SLA et la MP, signifiant leurs changements métaboliques respectifs.

Composition bactérienne et diversité

Pour mieux comprendre les bactéries intestinales, les chercheurs ont séquencé l'ADN des échantillons de selles. Ils ont trouvé quelques différences dans la quantité et le type de bactéries présentes chez les patients atteints de MP par rapport aux contrôles sains. Les patients atteints de MP avaient un niveau plus élevé de certaines bactéries, tandis que certaines bactéries n'ont montré aucun changement significatif chez les patients atteints de MA et de SLA.

Les chercheurs ont également découvert que plusieurs types de bactéries étaient plus abondants chez les patients atteints des trois maladies, sauf un type qui était plus élevé chez les individus en bonne santé. Ces bactéries sont pensées pour influencer le métabolisme du soufre et d'autres composés importants dans l'intestin.

Relation entre les bactéries et le métabolisme

Pour évaluer comment les bactéries intestinales sont liées aux métabolites altérés dans les MND, l'étude a révélé que le DHPS était significativement modifié chez les patients atteints de ces maladies. Plusieurs bactéries avaient des associations négatives avec le DHPS, suggérant qu'à mesure que la gravité de la maladie augmentait, les niveaux de DHPS diminuaient.

Les chercheurs ont également exploré le métabolisme du soufre chez les patients. Ils ont trouvé que certains chemins métaboliques étaient altérés, indiquant un possible déséquilibre dans le métabolisme du soufre. Ce déséquilibre pourrait entraîner une production accrue de substances nocives comme le H2S, entraînant d'autres problèmes de santé.

Importance de l'alimentation

Bien que l'étude n'ait pas collecté d'informations diététiques des participants, le lien entre l'alimentation et la santé intestinale est bien reconnu. Consommer des légumes à feuilles et des légumes, qui contiennent des composés riches en soufre, pourrait avoir un impact sur les bactéries intestinales et leur capacité à traiter le soufre. L'étude a suggéré que les habitudes alimentaires pourraient influencer les niveaux de métabolites importants comme le DHPS dans l'intestin.

Conclusion

Cette recherche met en avant la relation complexe entre les bactéries intestinales et les maladies neurodégénératives. En identifiant les changements dans les métabolites et les bactéries associés à la MA, la SLA et la MP, les chercheurs pointent vers des connexions possibles entre la santé intestinale et la progression de ces maladies. Les résultats suggèrent que gérer la santé intestinale et l'alimentation pourrait jouer un rôle dans la compréhension et potentiellement atténuer les effets des maladies neurodégénératives.

D'autres investigations sont nécessaires pour explorer ces connexions plus en profondeur et comprendre comment certaines bactéries et leurs métabolites comme le DHPS contribuent à l'apparition et à la progression de ces conditions. L'étude ouvre des voies pour de nouvelles approches potentielles pour s'attaquer aux maladies neurodégénératives en se concentrant sur la santé intestinale et sa relation avec le bien-être général des patients.

Source originale

Titre: Specific Bacterial Taxa and Their Metabolite, DHPS, Linked to Alzheimers Disease, Parkinsons Disease, and Amyotrophic Lateral Sclerosis.

Résumé: Neurodegenerative diseases (NDDs) are multifactorial disorders frequently associated with gut dysbiosis, oxidative stress, and inflammation; however, the pathophysiological mechanisms remain poorly understood. We investigated bacterial and metabolic dyshomeostasis in the gut microbiome associated with early disease stages across three NDDs, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimers Disease (AD), Parkinsons Disease (PD), and healthy controls (HC) and discovered a previously unrecognized link between a microbial-derived metabolite with an unknown role in human physiology, 2,3-dihydroxypropane-1-sulfonate (DHPS), and NDDs. DHPS was downregulated in AD, ALS, and PD, while Eubacterium and Desulfovibrio, capable of metabolizing this metabolite,1-4 were increased in all disease cohorts. Additionally, select taxa within the Clostridia class had strong negative correlations to DHPS suggesting a potential role in DHPS metabolism. Hydrogen sulfide is a catabolic product of DHPS,1,5 and hydrogen sulfide promotes inflammation,6-8 oxidative stress,9 mitochondrial damage,10 and gut dysbiosis,2,11 known hallmarks of NDD. These findings suggest that cryptic sulfur metabolism via DHPS is a missing link in our current understanding of NDD onset and progression. To the best of our knowledge, we are the first to provide evidence of a conserved gut-brain axis linkage of specific bacterial taxa and their metabolism of DHPS shared by three neurodegenerative diseases.

Auteurs: Joseph Christopher Ellis, C. J. Christopher, K. H. Morgan, C. M. Tolleson, R. Trudell, R. Fernandez-Romero, L. Rice, B. A. Abiodun, Z. Vickery, K. Jones, B. M. Woodall, C. Nagy, P. A. Mieczkowski, G. Bowen, S. R. Campagna

Dernière mise à jour: 2024-10-14 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.13.615818

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.13.615818.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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