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MICROBIOME INTESTINAL : Le système nerveux entérique, notre second cerveau ?

Actualité publiée il y a 2 années 8 mois 6 jours
Science

Comprendre l'architecture de notre système nerveux entérique, ici qualifié par ces chercheurs de « second cerveau », c’est poser les bases de nouveaux traitements pour les troubles gastro-intestinaux courants. Ces travaux, présentés dans la revue Science, parviennent en effet à mieux préciser les relations entre les cellules du système nerveux entérique et la régulation neuronale de la fonction intestinale.

Les scientifiques de l'Institut Francis Crick (Londres), de l'Université de Louvain, de l'Université de Stanford, de l'Institut Hubrecht (Pays-Bas) et du Quadram Institute Bioscience (UK) marquent une étape importante dans la compréhension de l'organisation des cellules nerveuses intégrées dans l'intestin. Des cellules nerveuses qui contrôlent la fonction intestinale. Leur découverte apporte un aperçu de l'origine des maladies gastro-intestinales communes, dont le syndrome du côlon irritable et la constipation chronique.


Le système nerveux entérique est un réseau « chaotique » d'un demi-milliard de cellules nerveuses et de milliards de cellules de soutien à l'intérieur de la muqueuse. Souvent connu comme le « second cerveau » pour son grand nombre de neurones et sa connectivité complexe, le système nerveux entérique joue un rôle crucial dans le maintien d'un intestin sain. Mieux comprendre la façon dont cette mosaïque neurale est organisée peut aider les scientifiques à trouver des traitements pour les troubles gastro-intestinaux courants.

Un système chaotique pourtant bien organisé : au cours du développement, une population unique et dynamique de cellules connue sous le nom de cellules progénitrices se divise pour produire des copies d'elle-même et générer ainsi de nombreux autres types de cellules. En utilisant des outils d'analyse génétique, l'équipe a identifié des cellules progénitrices du système nerveux entérique, les a caractérisées avec des couleurs uniques puis a suivi leurs "descendants" : les cellules nerveuses (jaune sur visuel ci-contre) provenant de la même cellule mère se retrouvent organisées en colonnes 3-D qui s'étendent à travers les couches de la paroi intestinale. L'idée étant, en examinant le type de cellules produites par des progéniteurs uniques, de mieux comprendre leurs propriétés et leur implication dans les différentes fonctions. Plusieurs constatations importantes sont alors effectuées par l'équipe :

-Certains progéniteurs ne produisent que des cellules nerveuses, d'autres que des cellules nerveuses glia, d'autres les deux.

-Les groupes cellulaires descendants de cellules parentales différentes mais voisines se chevauchent comme un diagramme de Venn visible à la surface intestinale.
-Mais la relation progéniteur-descendance est maintenue à travers toutes les couches de la paroi intestinale, formant ainsi des colonnes de cellules qui se chevauchent. Ainsi, une stimulation électrique subtile du système nerveux entérique montre que les cellules nerveuses générées par la même cellule mère répondent de manière synchrone, suggérant que la relation progéniteur-descendance est fondamentale pour la régulation neuronale de la fonction intestinale.

-Ainsi, si de nombreux types de cellules nerveuses semblent être distribués au hasard, cependant les réseaux neuronaux de l'intestin responsables des différentes fonctions dont la production d'acide gastrique, le mouvement des aliments le long de l'intestin, la communication avec les cellules immunitaires et les bactéries, et le relais de l'information vers le cerveau sont bien organisés.

-Bref, un ensemble de règles qui contrôlent l'organisation de ce « deuxième cerveau », à travers toute l'épaisseur de la paroi intestinale est ainsi identifié par les chercheurs.

« Maintenant que nous avons une meilleure compréhension de la façon dont le système nerveux entérique est construit et fonctionne, nous pouvons commencer à examiner ce qui se passe lorsque les choses ne vont pas, particulièrement lors des étapes critiques du développement embryonnaire ou du début de la vie. Ce sont en effet peut-être des erreurs précoce dans le développement de ces réseaux neuronaux de l'intestin qui sont la base de troubles gastro-intestinaux communs ».

19 May 2017 DOI: 10.1126/science.aam7511 Lineage-dependent spatial and functional organization of the mammalian enteric nervous system (Visuel@Reena Lasrado-The Francis Crick Institute)

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