Étude sur la souris: comment la sérotonine et les antidépresseurs affectent les bactéries intestinales
La sérotonine et les médicaments qui ciblent la sérotonine, tels que les antidépresseurs, peuvent avoir un effet majeur sur le microbiote intestinal, les quelque 100 billions de bactéries et autres microbes qui vivent dans les intestins du corps humain, selon une nouvelle étude sur la souris menée par des biologistes de l'Université. de Californie, Los Angeles (UCLA).
La sérotonine est un neurotransmetteur, ou messager chimique, qui remplit de nombreuses fonctions dans le corps humain, notamment en jouant un rôle majeur dans les émotions et le bonheur. On estime que 90% de la sérotonine du corps est produite dans l’intestin, où elle influence l’immunité intestinale.
L'équipe de recherche a identifié une bactérie intestinale spécifique capable de détecter et de transporter la sérotonine dans les cellules bactériennes. Lorsque les souris ont reçu l'antidépresseur fluoxétine, ou Prozac, les biologistes ont constaté que cela réduisait le transport de la sérotonine dans leurs cellules. Cette bactérie, dont on sait peu de choses, s'appelle Turicibacter sanguinis.
Les résultats sont publiés dans la revue Microbiologie de la nature.
«Nos travaux antérieurs ont montré que certaines bactéries intestinales aident l'intestin à produire de la sérotonine. Dans cette étude, nous étions intéressés à découvrir pourquoi ils pourraient le faire », a déclaré l'auteur principal Dr. Elaine Hsiao, professeur assistant UCLA de biologie intégrative et physiologie, et de microbiologie, immunologie et génétique moléculaire au Collège UCLA; et des maladies digestives à la David Geffen School of Medicine de l'UCLA.
Hsiao et son équipe ont rapporté dans le journal Cellule en 2015 que chez la souris, un mélange spécifique de bactéries, composé principalement de Turicibacter sanguinis et Clostridia, produit des molécules qui signalent aux cellules intestinales d'augmenter la production de sérotonine.
Lorsque les chercheurs ont élevé des souris sans la bactérie, plus de 50% de leur sérotonine intestinale manquait. Mais lorsque l'équipe a ajouté un mélange de bactéries principalement Turicibacter et Clostridia, leur sérotonine a augmenté à un niveau normal.
Cette étude a amené l'équipe à se demander pourquoi les bactéries signalent à nos cellules intestinales de produire de la sérotonine. Les microbes utilisent-ils la sérotonine, et si oui, pour quoi?
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont ajouté de la sérotonine à l'eau potable de certaines souris et en ont élevé d'autres avec une mutation (créée en modifiant un gène transporteur de la sérotonine spécifique) qui a augmenté les niveaux de sérotonine dans leurs intestins.
Après avoir étudié le microbiote des rongeurs, l'équipe a découvert que les bactéries Turicibacter et Clostridia augmentaient de manière significative lorsqu'il y avait plus de sérotonine dans l'intestin.
Si ces bactéries augmentent en présence de sérotonine, peut-être ont-elles un mécanisme cellulaire pour détecter la sérotonine, ont spéculé les chercheurs.
En collaboration avec la co-auteure de l'étude, la Dre Lucy Forrest et son équipe de l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux du National Institutes of Health, les chercheurs ont trouvé une protéine dans plusieurs espèces de Turicibacter qui présente une certaine similitude structurelle avec une protéine qui transporte la sérotonine chez les mammifères. . Lorsqu'ils ont cultivé Turicibacter sanguinis en laboratoire, ils ont découvert que la bactérie importait de la sérotonine dans la cellule.
Dans une autre expérience, les chercheurs ont ajouté l'antidépresseur fluoxétine, qui bloque normalement le transporteur de sérotonine des mammifères, dans un tube contenant Turicibacter sanguinis. Ils ont découvert que la bactérie transportait beaucoup moins de sérotonine.
L'équipe a constaté que l'exposition de Turicibacter sanguinis à la sérotonine ou à la fluoxétine affectait la capacité de la bactérie à se développer dans le tractus gastro-intestinal. En présence de sérotonine, la bactérie a atteint des niveaux élevés chez la souris, mais lorsqu'elle est exposée à la fluoxétine, la bactérie n'a atteint que de faibles niveaux chez la souris.
«Des études antérieures de notre laboratoire et d'autres ont montré que des bactéries spécifiques favorisent les niveaux de sérotonine dans l'intestin», a déclaré l'auteur principal, le Dr Thomas Fung, chercheur postdoctoral.
«Notre nouvelle étude nous dit que certaines bactéries intestinales peuvent répondre à la sérotonine et aux médicaments qui influencent la sérotonine, comme les antidépresseurs. Il s'agit d'une forme unique de communication entre les bactéries et nos propres cellules grâce à des molécules traditionnellement reconnues comme neurotransmetteurs.
Les nouvelles découvertes s'alignent sur un nombre croissant d'études montrant que les antidépresseurs peuvent altérer le microbiote intestinal.
"Pour l'avenir", a déclaré Hsiao, "nous voulons savoir si les interactions microbiennes avec les antidépresseurs ont des conséquences sur la santé et la maladie."
Source: Université de Californie - Los Angeles
