Un lien entre les cellules de notre cerveau et de nos intestins
Source Futura Sciences

Par Nathalie MayerJournaliste
Publié le 18/04/2019

Les cellules souches sont indispensables à la régénération de cellules
endommagées, malades ou vieillissantes. Et des chercheurs montrent aujourd'hui
l'existence d'une hormone commune au maintien d'un fonctionnement optimal de
cellules souches différentes, présentes dans les intestins et le cerveau. 

Notre second cerveau responsable de l'obésité ? Raphaël Moriez, neurobiologiste
à l'université de Nantes, explique le lien qu'il vient de découvrir avec ses
collègues entre le système nerveux entérique, aussi appelé « second cerveau »,
et l'obésité. © Inserm 

Il y a quelques mois, une étude faisait état d'une
connexion neuronale entre notre cerveau et nos intestins. Aujourd'hui, des
chercheurs de l'université de Rutgers (États-Unis) semblent vouloir faire un
lien nouveau entre ces deux organes essentiels à notre santé : les cellules
souches. Ou plutôt une hormone essentielle au maintien des cellules souches à
la fois dans le cerveau et dans les intestins. Rappelons qu'une prolifération de
cellules souches dans l'intestin peut conduire à l'apparition d'un cancer
colorectal. Au niveau du cerveau, le phénomène peut provoquer des troubles de
l'anxiété ou des troubles cognitifs. Et les chercheurs mettent aujourd'hui en
avant l'importance d'un seul et même facteur de croissance-2 analogue à
l'insuline (IGF-II). 
Jusqu'alors, le rôle du facteur de croissance-2 analogue à l'insuline (IGF-II)
dans la physiologie des cellules souches adultes était inconnu. © Université de
Rutgers 

Un même facteur pour différentes cellules souches

« La découverte qu'il
existe un facteur commun à plusieurs populations de cellules souches adultes
est remarquable », commente Steven Levison. Celui-ci serait ainsi essentiel à
la fonction cognitive, au sens de l'odorat et au renouvellement de la muqueuse
de l'intestin grêle chez l'adulte. 
Pour en arriver à ces conclusions, les chercheurs ont supprimé, chez des
souris, le gène responsable de la production d'IGF-II. Une suppression rapide
de ce gène a entraîné la mort des souris en une semaine, après des pertes de
poids spectaculaires. Une suppression plus lente du gène a permis aux souris de
survivre - d'autres cellules souches présentes dans l'intestin ayant pris le
relais -, mais avec des déficits d'apprentissage et de mémoire, une anxiété
accrue et une perte de l'odorat, une moitié de cellules souches neurales ayant
été perdues dans deux zones du cerveau. 

Votre intestin est directement relié à votre cerveauDes chercheurs ont démontré
l'existence d'une connexion neuronale entre l'intestin et le tronc cérébral,
situé juste en dessous du cerveau. Jusqu'à présent, seule une communication
hormonale, plus lente, avait été décrite pour expliquer le contrôle de la
faim. Article de Marie-Céline Ray paru le 24/09/2018Notre cerveau reçoit des
informations en provenance de nos cinq sens : la vision, l'ouïe, le toucher, le
goût et l'odorat. Ces messages sont rapidement transportés grâce à des fibres
sensorielles qui transmettent des messages électriques : c'est ainsi que, dès
que vous ouvrez la porte de votre maison, vous pouvez voir le désordre dans
votre salon ou sentir immédiatement une bonne odeur de gâteau au chocolat en
train de cuire. L'intestin doit lui aussi envoyer des messages au cerveau pour
lui dire s'il est plein ou non, s'il faut manger ou pas. Pour cela, il utilise
des messages hormonaux, c'est-à-dire des molécules libérées dans le sang. Au
niveau de l'épithélium intestinal, il existe des cellules appelées «
entéroendocrines » qui servent de capteurs sensoriels, et « sentent » les
nutriments présents. Les nutriments présents dans l'intestin stimulent la
libération d'hormones, pour informer le cerveau, mais des minutes, voire plus,
après l'ingestion de nourriture. Jusqu'à présent on pensait que ces cellules
sensorielles n'agissaient que par la voie lente des hormones comme la
cholécystokinine. Les chercheurs suspectaient l'existence d'un mécanisme plus
rapide car les cellules sensorielles présentes au niveau de l'intestin ont des
similitudes avec celles de la langue et du nez. Par exemple, ces cellules
émettent un signal électrique, si elles sont stimulées. 

Le saviez-vous ?
Le système nerveux entérique comprend des millions de neurones disposés le long
du tube digestif. Il sert à commander les contractions de l'intestin. Le nerf
vague assure la communication entre le cerveau et ce système nerveux parfois
qualifié de « second cerveau ». Dans cette nouvelle recherche parue dans
Science, les chercheurs de l'université de Duke voulaient mieux comprendre le
circuit qui relie l'intestin et le cerveau. Pour cela, ils ont utilisé un virus
de la rage marqué avec une fluorescence verte qu'ils ont injecté dans l'estomac
de souris afin de suivre son trajet de l'intestin au cerveau. Le virus de la
rage est connu pour infecter des neurones. 
Le virus de la rage est présent dans la salive d'animaux infectés, comme des
chiens. Ce virus infecte le système nerveux. © nobeastsofierce, Fotolia 

Des cellules intestinales ont des synapses avec le système vagalLes chercheurs ont
observé que le virus passait par le nerf vague pour arriver au tronc cérébral
et il n'y avait qu'une seule synapse entre l'intestin et le tronc cérébral ! De
plus, les chercheurs ont montré que les cellules entéroendocrines avaient des
protéines présynaptiques. In vitro, ils ont cultivé ces cellules sensorielles
intestinales avec des neurones de nerf vague de souris : les neurones se
connectaient aux cellules intestinales. Les chercheurs ont donné du sucre à ces
cellules pour créer un stimulus : un message était transmis des cellules
entéroendocrines vers les neurones vagaux grâce aux connexions créées !Diego
Bohórquez, un des auteurs de ces travaux, a déclaré dans un communiqué de
l'université Duke « Les scientifiques parlent de l'appétit en termes de minutes
et d'heures. Nous parlons ici de quelques secondes. » Or, cela a des
implications pour la recherche de thérapies contre l'obésité car beaucoup des
molécules supprimant l'appétit qui ont été étudiées ciblent des hormones à
action lente, et non des synapses à action rapide. « C'est probablement la
raison pour laquelle la plupart d'entre elles ont échoué. »Les chercheurs
suspectaient le glutamate, un neurotransmetteur impliqué dans le goût et
l'odorat, de jouer un rôle dans la transmission du message. Quand ils ont
bloqué la libération de glutamate au niveau des cellules sensorielles
intestinales, il n'y avait plus de message. Par conséquent, les cellules
entéroendocrines ne jouent pas qu'un rôle hormonal. Grâce à des synapses avec le
nerf vague, ces cellules sensorielles connectent directement la lumière de
l'intestin au tronc cérébral, situé à la base du cerveau. Elles envoient des
messages rapides sur la présence de nutriments, comme du sucre, en utilisant le
glutamate comme neurotransmetteur. 

Liens externes
Le communiqué de l'université de Rutgers (en anglais)
L'article scientifique (en anglais)
A gut-brain neural circuit for nutrient sensory transduction

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