La connexion intestin-cerveau: comment la santé intestinale affecte-t-elle la fonction neurologique?
Publié par Isabelle le 02/01/2020 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS

©Minerva
Ingénieurs, cliniciens et biologistes ont uni leurs forces pour créer une plateforme permettant d'étudier le lien entre la flore bactérienne intestinale et le système nerveux central.

Après des décennies de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....), les causes ou les origines des maladies neurodégénératives telles que la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson (La maladie de Parkinson est une maladie neurologique chronique affectant le système nerveux central responsable de troubles essentiellement moteurs d'évolution progressive.) sont encore largement inconnues. La recherche sur la connexion entre les micro-organismes de l'intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est divisé en deux parties appelées...) humain et du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses...), appelée axe microbiote-intestin-cerveau, s'est intensifiée ces dernières années. Cet axe fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) d'une attention particulière dans des domaines axés sur les bases biologiques et physiologiques des troubles psychiatriques, neurodéveloppementaux, liés à l'âge et neurodégénératifs.

Bien qu'il existe une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière...) considérable de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire,...) analysant l'impact du microbiote (Le microbiote est une nouvelle dénomination de la microflore.) sur le fonctionnement du cerveau, le rôle du microbiote dans la neurodégénérescence n'est pas facile à expliquer. C'est là qu'intervient le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) MINERVA, financé par l'UE, qui vise à développer une plateforme technologique pour étudier la relation entre la microflore intestinale et le fonctionnement du cerveau dans des conditions saines et pathologiques.

Le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie,...) du projet fait référence à "l'absence d'un modèle complet de l'axe microbiote-intestin-cerveau capable de surmonter la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie, en informatique ou en...) actuelle du modèle in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in vitro ou ex vivo....) avec la simplicité des outils in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple...)". Il y est ajouté: "Dans le cadre de MINERVA, ce fossé sera ciblé à l'aide d'une APPROCHE INNOVANTE fondée sur le génie biologique, explorant la relation entre la neurodégénérescence et la microflore intestinale humaine de manière complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter...) NOUVELLE."

De nouveaux laboratoires

Deux nouveaux laboratoires (laboratoires TechnoBiology) de l'École polytechnique de Milan (Milan (en italien Milano, du latin Mediolanum, en lombard Milàn) se situe dans le nord de l'Italie. Capitale de la région de Lombardie, au centre de la plaine du Pô, la ville compte 1 816 495 d'habitants, et forme la plus grande...), hôte et bénéficiaire du projet MINERVA, ont récemment été présentés à la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...). Un communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) publié sur "EurekAlert!" explique: "L'objectif principal des laboratoires TechnoBiology est la réalisation de dispositifs technologiques et de modèles cellulaires de pointe pour l'étude des mécanismes biochimiques impliquant de multiples organes et systèmes biologiques de notre corps, dans des conditions physiologiques et pathologiques."

Selon le même communiqué, les laboratoires faciliteront la coopération entre ingénieurs et chercheurs en sciences de la vie (La vie est le nom donné :) "pour le développement de dispositifs d'organes sur puce capables de recevoir des modèles in vitro avancés basés sur des cellules (laboratoire MINERVA) et des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries...) (laboratoire ATHENA) développées en 2D ou 3D". Citée dans le communiqué de presse, la professeure Carmen Giordano, chercheuse principale du projet MINERVA, déclare: "Selon notre vision, cette nouvelle unité expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de...) deviendra un exemple vertueux d'un espace de travail interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) où ingénieurs, biologistes, biotechnologistes et cliniciens travaillent ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) pour relever de nouveaux défis technologiques et scientifiques complexes."

Un article publié récemment dans la revue "Trends in Molecular Medicine" explique le concept d'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...) sur puce. "La nouvelle frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut...) de la recherche en génie biologique utilise des systèmes microfluidiques, appelés “organes sur puce”, qui combinent la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) du laboratoire sur puce et la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de...) organotypique en 3D. Les organes sur puce sont des bioréacteurs miniaturisés de dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.) millimétriques, avec perfusion (La perfusion (du latin perfundere) est le processus physiologique qui permet d'alimenter un organe en composés chimiques (nutriments et oxygène) nécessaires à son métabolisme. Dans un organisme vivant, cet apport est...) continue du milieu de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :)." Selon le même article, en plus d'imiter les aspects fonctionnels des états physiopathologiques dans les tissus et les organes, ces systèmes "permettent également d'évaluer les effets des agents thérapeutiques, réduisant ainsi les coûts et améliorant le rendement par rapport aux modèles animaux, avec l'avantage de réduire les préoccupations éthiques".

Des modèles modifiés

Le projet MINERVA (MIcrobiota-Gut-BraiN EngineeRed platform to eVAluate intestinal microflora impact on brain functionality) devrait prendre fin en 2022. Comme indiqué dans un rapport périodique publié sur CORDIS, MINERVA "devrait fournir: 1) la première plateforme conçue et validée représentant l'axe microbiote-intestin-cerveau; 2) trois nouveaux modèles in vitro modifiés du microbiote, de l'intestin et du cerveau; 3) deux nouveaux modèles 3D de cellules cérébrales et 4) de nouvelles perspectives pour clarifier le mécanisme biochimique entre le microbiote et la neurodégénérescence".

Avec la vision de MINERVA, les scientifiques impliqués dans le projet espèrent que les maladies neurodégénératives bénéficieront de nouvelles stratégies préventives et thérapeutiques peu invasives, économiques et basées sur la prise en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non...) du microbiote.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet MINERVA
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