Notre second cerveau est dans les tripes… et nous parle de notre santé! 2017 - Toulouse Journée CLAN Pierre Déchelotte INSERM 1073 – IRIB - Nutrition Unit - CHU de Rouen U 1073
Notre second cerveau est dans les tripes…
et nous parle de notre santé!
2017 - Toulouse Journée CLAN
Pierre Déchelotte
INSERM 1073 – IRIB - Nutrition Unit - CHU de Rouen
U 1073
Du chien de Pavlov au 3ème cerveau Poids et comportement alimentaire Maladies intestinales: MICI, SII, MC Troubles neuropsychiatriques
Perspectives et défis
L’axe microbiote-intestin-cerveau
Du chien de Pavlov au microbiote…
L’intestin « second cerveau ? »
Submucosal Plexus
Myenteric Plexus
> 100 millions neurons Schemann M et Neunlist M Neurogastroenterol Motil 2004,16 (suppl1) : 55-59
Intestinal immune system Abraham et al
Signaux périphériques
régulant la prise
alimentaire
7
(Luquet, 2008)
From: S. Barsh & M. Schwartz, Nature Rev., 2003
Régulation physiologique
de la prise alimentaire :
un dialogue
neurohormonal entre le cerveau
et le tube digestif
α-MSH
Régulation intégrée de la prise alimentaire
9
Plaisir
Alimentaire
sensorialité
Goût
Odorat
Vue Fonction
physiologique
primordiale
pour la survie
besoins en
énergie de
l’organisme Régulation homéostatique
Régulation hédonique
(d’après Berthoux 2011)
cerveau
tronc cérébral moelle épinière
neurotransmetteurs peptides, amines cytokines, LPS
cellules immunes
épithéliales, endocrines
nutriments, métabolites,
2005 : la révolution du microbiote en nutrition
Principales espèces bactériennes du microbiote intestinal humain
Fermentation des fibres par les différentes familles bactériennes
Les firmicutes : Gram-positives (lactobacilles)
Les bacteroidetes: Gram-négatives (E.coli)
Microbiote intestinale et balance énergétique
Lactobacillus Acidophilus and L. Casei (yellow)
E.coli K12
maigre obese
Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, Gordon JI. 2006. Microbial ecology: Human gut microbes associated with obesity. Nature 444(7122):1022-1023.
Walker & Parkhill Science 6 September 2013: Vol. 341 no. 6150 pp. 1069-1070
Le transfert de microbiote transmet le phénotype…
cerveau
tronc cérébral moelle épinière
neurotransmetteurs peptides, amines cytokines, LPS
cellules immunes
épithéliales, endocrines
nutriments, métabolites,
signaux microbiens ?
Toxines, endotoxines (LPS) Molécules de quorum sensing AG à chaîne courte, AGCC ramifiés protéines, peptides, glycoproteins Lipids (PG, LT) and derivatives Neurotransmitters (amines, glu, GABA) metabolites…
Le microbiote: une source de signaux
Microbiote: notre 3ème cerveau?
«autre genome» - «meilleur ami» - «maître des émotions»
De la cohabitation harmonieuse….
… à la cacophonie… : qui met la pagaille?
High level of stress > Eating Disorders risk x 5 !
Wallon Gut 2008
Les neurotransmetteurs de l’hôte influencent le comportement du microbiote
stress, microbiota, diet
brain-gut axis dysfunction
weight control appetite
inflammation digestive functions CNS : neuro-psy peripheral organs
Dinan & Cryan Neurogastro 2013
Du chien de Pavlov au 3ème cerveau Poids et comportement alimentaire Maladies intestinales: MICI, SII, MC Troubles neuropsychiatriques
Perspectives et défis
L’axe microbiote-intestin-cerveau
TCA et Indice de Masse Corporelle
15 20 25 30 40 10 35 45 50 60
anorexie mentale
restrictive ou mixte
boulimie
compulsion compensation
hyperphagie
prandiale compulsions (BED)
grignotage sans compensation
surpoids IMC N Obésité grade dénutrition
1 2 3 ….
D. Mitchison, PlosOne 2012
Prévalence des TCA en population générale: évolution 1998-2008 en Australie = x2 !
Prévalence des TCA en France ?
• TCA (tous types, SCOFF+):
– Etudes Campus (2007, 2015): 21% des étudiantes (2% AM + 7.3% B +12% autres TCA); 13% des étudiants
– Ta santé en un clic : 16% / 23% des étudiants/es
Tavolacci BMC Pub Health 2013
Tavolacci JNEB 2015
– Normanut-2 (2009, médecine générale): 16% chez les femmes et 10% chez les hommes consultant leur MG pour tout motif; Normanut-3 (2015): 16%
Conclusion : prévalence estimée des TCA chez les 18-25 ans français ?
anorexie boulimie mentale 1% 4% restrictive / mixte
mixte anorexie hyperphagie atypique compulsions hyperactivité grignotage 2% 8% (P Déchelotte 2016, estimation non publiée)
TCA typiques
+ TCA atypiques
restrictif compulsif
= total 15%
15
%
2012
14% 2009
TCA obésité
Adulte jeune
maturité
> 20% 5-7%
10-15% 15%
> 20% concernés par TCA et/ou obésité
Immunoglobulins recognizing
neuropeptides
modulation of signaling
α-MSH Ig
α-MSH
Takagi et al, Nat Comm 2013
Ghrelin antibodies from obese patients reduce ghrelin degradation
Transfer of Ghrelin antibodies from obese patients to mice increases food intake
Takagi et al, Nat Comm 2013
Transfer of ghrelin antibodies from ob/ob to naive mice increases food intake
Takagi et al, Nat Comm 2013
Tennoune et al Transl Psych 2014
Tennoune et al Transl Psych 2014
Breton et al, Cell Metabolism 2015
L’injection intracolique des protéines bactériennes stimule la libération d’hormones intestinales satiétogènes (GLP-1, PYY)
Breton et al, Cell Metabolism 2015
L’injection systémique (IP) des protéines bactériennes entraîne une réduction de la prise alimentaire…
Breton et al, Cell Metabolism 2015
… et active les noyaux centraux impliqués dans la régulation de la prise alimentaire
Breton et al, Cell Metabolism 2015
ClpB, protéine bactérienne mimétique d’α-MSH, active les neurones à POMC du noyau arqué effet satiétogène de type mélanocortine
Breton et al, Cell Metabolism 2015
Breton et al, Cell Metabolism 2015
J Psychosom Medicine 2015
Inui et al, Nutrition 2015
TCA et microbiote: et demain ?
• Préciser les corrélations clinico-biologiques (phénotypes cliniques, neuropeptides, protéine(s), immunoglobulins) : étude de cohorte en cours (Eating Disorders Inventory Longitudinal Survey
Biomarqueurs « theranostiques » (collaboration avec TargEDys SA)
• characterisation des mécanismes moléculaires périphériques / centraux
• Modulation des cibles (barrière intestinale, microbiote) pour agir sur les comportements (prévention?) : rééducation alimentaire, probiotiques, prébiotiques etc…
Du chien de Pavlov au 3ème cerveau Poids et comportement alimentaire Maladies intestinales: MICI, SII, MC Troubles neuropsychiatriques
Perspectives et défis
L’axe microbiote-intestin-cerveau
Loss of diversity in microbiota is associated with increased risk of inflammatory bowel disease.
Irritable Bowel Syndrome (IBS) Recurrent abdominal pain
(or discomfort)
• > 3 days per month during the last 3 months
• improved by defaecation
Alteration in bowel habits
• Diarrhoea and/or constipation
• Change in stool frequency and/or stool form during pain exacerbation
Duration of symptoms > 6 months
Drossman DA et al Gastroenterology 2006;130:1377-90
Jeffery IB et al Gut 2012;61:997-1006 Simren M et al Gut 2012;62:159-176 Chassard C et al Aliment Pharmacol Ther 2012;1-11 Ringel Y et al Am J Physiol 2013 doi:10.1152
Qualitative differences in faecal microbiota
between IBS patients and controls
Less diversity Less firmicutes Less lactobacilli
Corouge et al, Plos One 2015
Du chien de Pavlov au 3ème cerveau Poids et comportement alimentaire Maladies intestinales: MICI, SII, MC Troubles neuropsychiatriques Perspectives et défis
L’axe microbiote-intestin-cerveau
- Association SII/ AnxDep /TOC - L. rhamnosus reduit l’anxiété chez la souris (GABA, vague) - B. infantis, L. helveticus, B. Longum NCC3001: effets favorables sur anxieté/dépression (modèles expérimentaux) - Rôle d’autres microorganismes - Données limitées chez l’homme
Jiang Brain Behav Imm 2016c
Sandhu Transl Res 2017
- 10 études contrôlées - Souches variées, unique ou combinées - Contextes cliniques et critères de jugement variés, - Globalement : intervention utile - Nécessité d’études complémentaires
Pinto Sanchez Gastro 2017
Après 6 semaines : 64% d’amélioration du score de dépression dans groupe BL vs 32% pour le placebo (p=0.04, ITT)
Du chien de Pavlov au 3ème cerveau Poids et comportement alimentaire Maladies intestinales: MICI, SII, MC Troubles neuropsychiatriques
Perspectives et défis
L’axe microbiote-intestin-cerveau
Burokas et al, Adv Microb Rev 2015
Cohen et al, Nature 2017
Le scan du microbiote prédira notre avenir?
Comportements et microbiote : qui change en premier ?
microbiote alimentation
comportement hôte
1
2
3
4
Microbiol endocrinology Sandrini et al, JOE 2015
Stress
L’axe microbiote-intestin-cerveau : pour une médicine integrative
et une recherche translationelle
Nutrition
Psychiatry
Biochemistry
Neurology
Gastro
Microbiology
Immunology
Endocrinology
Oncology
Merci à toute l’UMR 1073 Nutrition et dysfonction de l’axe intestin-cerveau
Merci pour votre attention – Découvrez Rouen et la Normandie!