Certains chercheurs pensent que le microbiome peut jouer un rôle dans la régulation des pensées et des perceptions.
À l’heure actuelle, l’idée que les bactéries intestinales affectent la santé d’une personne n’est pas révolutionnaire. Beaucoup de personnes savent que les microbes influencent la digestion, les allergies et le métabolisme. La tendance est devenue presque commune: de nouveaux livres apparaissent régulièrement détaillant précisément quel régime entraînera une flore bactérienne saine et optimale.
Mais l’impact de ces microbes peut s’étendre beaucoup plus loin, dans le cerveau humain. Un groupe croissant de chercheurs à travers le monde étudie la façon dont le microbiome, tel que cet écosystème bactérien est connu, régule la façon dont les gens pensent et ressentent. Les scientifiques ont trouvé des preuves que cet assemblage – environ un millier d’espèces différentes de bactéries, des milliards de cellules qui pèsent ensemble d’une à trois livres – pourrait jouer un rôle crucial dans l‘autisme, l’anxiété, la dépression et d’autres troubles.
«Il y a eu une explosion de l’intérêt pour les liens entre le microbiome (votre corps est votre microbiome, vos intestins, votre bouche, vos yeux, votre peau sont des microbiotes) et le cerveau», explique Emeran Mayer, un gastro-entérologue à l’Université de Californie à Los Angeles, qui étudie le sujet depuis cinq ans.
Certains des travaux les plus intrigants ont été réalisés sur l’autisme. Pendant des décennies, les médecins, les parents et les chercheurs ont noté qu’environ les trois quarts des personnes atteintes d’autisme ont également des anomalies gastro-intestinales, comme les problèmes digestifs, les allergies alimentaires ou la sensibilité au gluten. Cette reconnaissance a conduit les scientifiques à examiner les liens potentiels entre les microbes intestinaux et l’autisme. Plusieurs études récentes ont révélé que le microbiome des personnes autistes diffère considérablement des groupes témoins. Le microbiologiste de l’Institut de technologie de Californie, Sarkis Mazmanian, s’est concentré sur une espèce commune appelée Bacteroides fragilis, observée en petites quantités chez certains enfants atteints d’autisme. Dans un article publié il y a deux ans dans le journal Cell, Mazmanian et plusieurs collègues ont donné des bacteroides fragilis d’humains à des souris présentant des symptômes semblables à ceux de l’autisme. Le traitement a modifié la composition du microbiome des animaux et, plus important encore, amélioré leur comportement : ils sont devenus moins anxieux, plus communicatifs avec les autres souris et ont montré un comportement moins répétitif.
Les microbes interagissent avec la maladie, mais est-ce comme déclencheur ou comme bouclier, cela reste encore un mystère. Mais Mazmanian et ses collègues ont identifié un lien possible: un produit chimique appelé 4-éthylphénylsulfate, ou 4EPS, qui semble être produit par des bactéries intestinales. Ils ont constaté que les souris présentant des symptômes d’autisme ont des taux sanguins de 4EPS plus de 40 fois plus élevés que les autres souris. Le lien entre les niveaux de 4EPS et le cerveau n’est pas clair, mais lorsque les animaux ont reçu le composé, ils ont développé des symptômes semblables à ceux de l’autisme.
« Nous pourrons peut-être inverser ces anomalies. Si vous fermez le robinet qui produit ce composé, les symptômes disparaissent. «
Mazmanian, qui en 2012 a reçu une subvention MacArthur pour son travail sur le microbiome, considère cela comme une «percée potentielle» pour comprendre comment les microbes contribuent à l’autisme et à d’autres troubles du développement neurologique. Il dit que les résultats jusqu’à présent suggèrent que l’ajustement des bactéries intestinales pourrait être un traitement viable, du moins chez certains patients. « Nous pourrons peut-être inverser ces maladies », dit-il. « Si vous fermez le robinet qui produit ce composé, les symptômes disparaissent. C’est ce que nous voyons chez les souris. «
Les scientifiques ont également recueilli des preuves que les bactéries intestinales peuvent influencer l’anxiété et la dépression. Stephen Collins, un chercheur en gastroentérologie de l’Université McMaster à Hamilton, en Ontario, a constaté que les souches de deux bactéries, lactobacillus et bifidobacterium, réduisent le comportement anxieux chez les souris (les scientifiques ne l’appellent pas «anxiété» parce que vous ne pouvez pas demander à une souris comment elle se sent). Les humains portent également des souches de ces bactéries dans leurs tripes. Dans une étude, lui et son collègue ont recueilli des bactéries intestinales d’une souche de souris sujettes à un comportement anxieux, puis ont transplanté ces microbes dans une autre souche tendant à être calme. Le résultat : les animaux tranquilles semblaient devenir anxieux.
Dans l’ensemble, ces deux microbes semblent être des acteurs majeurs de l’axe intestin-cerveau. John Cryan, un neuroscientifique au Collège universitaire de Cork en Irlande, a examiné les effets des deux sur la dépression chez les animaux. Dans un article de 2010 publié dans Neuroscience, il a donné aux souris soit du bifidobacterium, soit l’antidépresseur Lexapro. Il les a ensuite soumis à une série de situations stressantes, y compris un test qui a mesuré combien de temps ils ont continué à nager dans un réservoir d’eau sans possibilité de sortie. (Ils ont été retirés après un court laps de temps, avant de se noyer.) Le probiotique et le médicament étaient tous deux efficaces pour augmenter la persévérance des animaux et réduire les niveaux d’hormones liées au stress. Une autre expérience, cette fois utilisant lactobacillus, a eu des résultats similaires. Cryan lance une étude avec des humains (en utilisant des mesures autres que le test de natation forcée pour évaluer la réponse des sujets).
La plupart des recherches sur le cerveau basées sur le microbiome étaient sur des souris mais il y a déjà eu quelques études impliquant des humains. L’année dernière, par exemple, Collins a transféré les bactéries intestinales d’humains angoissés chez des souris «sans germe» – animaux qui avaient été élevés (très soigneusement) afin que leurs intestins ne contiennent aucune bactérie. Après la transplantation, ces animaux sont devenus plus anxieux.
D’autres recherches ont examiné des humains entiers, pas seulement leurs microbes. Un article publié dans le numéro de mai 2015 de Psychopharmacologie par le neurobiologiste de l’Université d’Oxford, Phil Burnet qui a examiné si un prébiotique – un groupe de glucides qui nourrissait certaines bactéries intestinales- affectait les niveaux de stress chez un groupe de 45 volontaires sains. Certains sujets ont reçu 5,5 grammes d’un glucide en poudre connu sous le nom de galactooligosaccharide, ou GOS, tandis que d’autres ont reçu un placebo. Des études antérieures sur des souris par les mêmes scientifiques ont montré que ce sucre a favorisé la croissance de Lactobacillus et de Bifidobacteria. Les souris avec plus de ces microbes ont également eu des niveaux accrus de plusieurs neurotransmetteurs qui affectent l’anxiété, y compris un facteur neurotrophique dérivé du cerveau.
Dans cette expérience, les sujets qui ont ingéré le GOS ont montré des niveaux inférieurs de cortisol, une hormone clé de stress, et dans un test impliquant une série de mots qui clignotent rapidement sur un écran, le groupe GOS s’est également concentré davantage sur l’information positive que négative. Ce test est souvent utilisé pour mesurer les niveaux d’anxiété et de dépression, car dans ces conditions, les patients anxieux et déprimés se concentrent souvent sur les stimuli menaçants ou négatifs. Burnet et ses collègues notent que les résultats sont semblables à ceux observés lorsque les sujets prennent des antidépresseurs ou des médicaments anti-anxiété.
Peut-être que l’étude humaine la plus connue a été faite par Mayer, chercheur de l’UCLA. Il a recruté 25 sujets, toutes femmes en bonne santé. Pendant quatre semaines, 12 d’entre elles ont mangé un yaourt disponible dans le commerce deux fois par jour, tandis que le reste ne l’a pas fait. Le yaourt est un probiotique, c’est-à-dire qu’il contient des bactéries vivantes, dans ce cas des souches de quatre espèces, bifidobacterium, streptococcus, lactococcus et lactobacillus. Avant et après l’étude, les sujets ont reçu des scans cérébraux pour évaluer leur réponse à une série d’images d’expressions faciales: le bonheur, la tristesse, la colère, etc.
« Ce n’était pas ce à quoi nous nous attendions, que manger du yaourt deux fois par jour pendant quelques semaines ferait quelque chose dans votre cerveau ».
Pour la surprise de Mayer, les résultats, publiés en 2013 dans la revue Gastroenterology, ont montré des différences significatives entre les deux groupes; les mangeurs de yaourt ont réagi plus calmement aux images que le groupe témoin. « Le contraste était clair », dit Mayer. « Ce n’était pas ce à quoi nous nous attendions, que manger un yaourt deux fois par jour pendant quelques semaines ferait quelque chose dans votre cerveau ». Il pense que les bactéries dans le yaourt ont changé la composition des microbes intestinaux des sujets, et cela a conduit à la production de composés qui modifient la chimie du cerveau.
D’autres études montrent qu’un régime sans gluten et sans protéines de lait est potentiellement bénéfique pour améliorer certains comportements chez les personnes atteintes de TSA et réduire la perméabilité intestinale. L’élimination des protéines du lait de vache de l’alimentation des enfants autistes par un régime améliore le comportement autistique.
Il n’est pas encore clair comment le microbiome modifie le cerveau. La plupart des chercheurs conviennent que les microbes influencent probablement le cerveau grâce à de multiples mécanismes. Les scientifiques ont constaté que les bactéries intestinales produisent des neurotransmetteurs tels que la sérotonine, la dopamine et le GABA, qui jouent tous un rôle clé dans l’humeur (de nombreux antidépresseurs augmentent les niveaux de ces mêmes composés). Certains organismes affectent également la façon dont les gens métabolisent ces composés, régulant efficacement la quantité qui circule dans le sang et le cerveau. Les bactéries intestinales peuvent également générer d’autres produits chimiques neuroactifs, dont un appelé butyrate, qui ont été liés à une réduction de l’anxiété et de la dépression. Cryan et d’autres ont également montré que certains microbes peuvent activer le nerf vague, la principale ligne de communication entre l’intestin et le cerveau. En outre, le microbiome est entrelacé avec le système immunitaire, qui lui-même influe sur l’humeur et le comportement.
Cette interconnexion des microbes et du cerveau semble crédible, aussi, d’un point de vue évolutif. Après tout, les bactéries ont vécu à l’intérieur des humains pendant des millions d’années. Cryan suggère qu’au fil du temps, au moins quelques microbes ont développé des moyens de façonner le comportement de leurs hôtes à leurs propres fins. La modification de l’humeur est une stratégie plausible de survie microbienne, il soutient que «les gens heureux ont tendance à être plus sociaux. Et plus nous sommes des êtres sociaux, plus les chances que les microbes échangent et se répandent, grandissent. (mon expérience m’a aussi menée à cette idée)
Alors que les scientifiques apprennent mieux le fonctionnement du réseau microbien intestinal, Cryan pense qu’il pourrait être piraté pour traiter les troubles psychiatriques.« Ces bactéries pourraient éventuellement être utilisées comme nous utilisons maintenant le Prozac ou le Valium », dit-il. Et parce que ces microbes ont des eons d’expérience à modifier notre cerveau, ils sont susceptibles d’être plus précis et plus subtils que les approches pharmacologiques actuelles, ce qui pourrait signifier moins d’effets secondaires. « Je pense que ces microbes auront un effet réel sur la façon dont nous traitons ces troubles », dit Cryan. « Il s’agit d’une toute nouvelle façon de moduler la fonction du cerveau ».