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16. The maternal microbiome modulates fetal neurodevelopment in mice

Résumé :
2020
National Library of Medicine

La « dysbiose » du microbiome intestinal maternel, en réponse à des défis tels que les infections, les modifications du régime alimentaire et le stress pendant la grossesse, est de plus en plus souvent associée à des anomalies des fonctions cérébrales et du comportement de la progéniture. Cependant, on ne sait pas si le microbiome intestinal maternel influence le développement neurologique pendant les périodes prénatales critiques et en l’absence de défis environnementaux. Nous étudions ici comment l’appauvrissement et la reconstitution sélective du microbiome intestinal maternel influencent le développement neurologique du fœtus chez la souris. Les embryons issus de mères sans microbiome et traitées aux antibiotiques présentaient une expression cérébrale réduite des gènes liés à l’axonogenèse, des axones thalamocorticaux déficients et une croissance insuffisante des axones thalamiques en réponse à des facteurs extrinsèques aux cellules. La colonisation gnotobiotique de mères dépourvues de microbiome avec un consortium limité de bactéries a permis de prévenir les anomalies dans l’expression des gènes du cerveau fœtal et l’axonogenèse thalamocorticale. Le profilage métabolomique a révélé que le microbiome maternel régule de nombreuses petites molécules dans le sérum maternel et le cerveau de la progéniture fœtale. Des métabolites sélectionnés dépendant du microbiote ont favorisé la croissance des axones à partir d’explants thalamiques fœtaux. En outre, une supplémentation maternelle en ces métabolites a permis d’atténuer les déficiences des axones thalamocorticaux fœtaux. La manipulation du microbiome maternel et des métabolites microbiens pendant la grossesse a produit une progéniture adulte présentant une sensibilité tactile altérée dans deux tâches comportementales somatosensorielles aversives, mais aucune différence manifeste dans de nombreux autres comportements sensorimoteurs. L’ensemble de nos résultats montre que le microbiome intestinal maternel favorise l’axonogenèse thalamocorticale du fœtus, probablement par le biais de la signalisation des métabolites modulés par le microbiome vers les neurones du cerveau en développement.

Citation :
Vuong HE, Pronovost GN, Williams DW, Coley EJL, Siegler EL, Qiu A, Kazantsev M, Wilson CJ, Rendon T, Hsiao EY. The maternal microbiome modulates fetal neurodevelopment in mice. Nature. 2020 Oct;586(7828):281-286. doi: 10.1038/s41586-020-2745-3. Epub 2020 Sep 23. PMID: 32968276; PMCID: PMC7554197.

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