Un probiotique vivant ou inactivé par la chaleur protège le cerveau et la barrière hémato-encéphalique chez la souris âgée

La barrière hémato-encéphalique (BHE) contrôle étroitement ce qui atteint le tissu cérébral, et elle s'affaiblit avec l'âge sous l'effet du stress oxydatif, de l'inflammation et des dommages liés à la glycation, qui altèrent ses protéines de jonction serrée. Les modifications intestinales liées au vieillissement pourraient alimenter ce processus par le biais d'une inflammation systémique. On ignorait si un probiotique pouvait interrompre la chaîne qui va des microbes intestinaux aux AGE, puis à la fuite de la BHE et à la neuroinflammation, d'où cette étude portant sur la souche Lactiplantibacillus plantarum HY7715, issue du kimchi.

Des souris mâles C57BL/6J (âgées de 7 semaines, 10 par groupe) ont été réparties en quatre groupes : témoin normal, témoin D-galactose (150 mg/kg/jour par voie sous-cutanée pendant 8 semaines), D-galactose plus HY7715 vivante, et D-galactose plus HY7715 tuée par la chaleur. Les deux préparations bactériennes ont été administrées par voie orale à l'équivalent de 1 × 10^9 CFU/kg/jour. Sept souris par groupe ont servi aux analyses biochimiques, moléculaires et d'imagerie, et trois par groupe au dosage de la fuite du bleu d'Evans. Les chercheurs ont aussi mesuré l'expression de gènes dans le cortex, l'hippocampe et le côlon, et séquencé l'ARNr 16S fécal.

Le D-galactose a fait passer les AGE sériques de 5,26 à 17,33 μg/mL. HY7715 vivante et tuée par la chaleur les ont ramenés à 6,71 et 6,12 μg/mL (p<0,001). La fuite cérébrale de bleu d'Evans est passée de 0,05 à 0,39 OD/g avec le D-galactose, puis a chuté à 0,08 et 0,07 OD/g avec le traitement (p<0,001). Le marquage de la claudine-5 corticale a diminué de 1,75 % à 1,03 % de la surface, puis est remonté à 1,70 % (vivante) et 2,06 % (tuée par la chaleur). Les ARNm de Cldn5, Tjp1 et Ocln ont eux aussi été restaurés.

Dans la région CA1 de l'hippocampe, les microglies Iba1-positives ont augmenté de 105 à 149 cellules/mm², puis sont revenues à environ 110 et 105 avec le traitement. L'ARNm de l'IL-1β hippocampique a été multiplié par 53 et celui de l'IL-6 par 23 avec le D-galactose. Les groupes traités présentaient une IL-1β à 3,25 et 2,62 fois le niveau de référence, et une IL-6 à 2,55 et 3,09 fois (p<0,001). Les marqueurs de sénescence p53 et p21 ont diminué (p21 passant de 2,17 à 1,31 et 1,21 fois). Les gènes antioxydants (Gpx1, Gpx2, Sod1, Sod2) ont été restaurés, et Bax est passé de 1,85 à environ 1,15 fois tandis que Bcl-2 augmentait.

Dans le côlon, les gènes de jonction serrée Tjp1 et Ocln ont retrouvé leur niveau, tandis que Cldn2, lié à la perméabilité, a diminué de 1,66 à environ 1,24 fois. Le TNF-α, l'IL-1β et l'IL-6 coliques ont également diminué (p<0,001). La diversité alpha ne différait pas entre les groupes. HY7715 vivante a modifié significativement la structure de la communauté par rapport aux témoins D-galactose (UniFrac non pondérée p=0,023 ; pondérée p=0,010), contrairement à la souche tuée par la chaleur. Les deux traitements ont augmenté Bifidobacterium. HY7715 vivante a réduit Desulfovibrio et augmenté Bifidobacterium pseudolongum. Bifidobacterium était corrélé négativement aux AGE sériques, tandis que la fuite de bleu d'Evans était corrélée positivement à Desulfovibrio et négativement à Akkermansia.

Ces résultats suggèrent que les probiotiques, même non viables, pourraient agir sur l'axe intestin-AGE-BHE-cerveau. Le fait que les bactéries tuées par la chaleur aient été aussi efficaces que les vivantes laisse penser que ce sont des composants bactériens, plutôt que la colonisation, qui sont en jeu. Les réserves sont importantes : il s'agit d'un modèle de vieillissement induit chimiquement, chez des souris mâles uniquement, sans test cognitif, avec des mesures surtout basées sur l'ARNm et des données sur le microbiote de nature corrélative. L'étude ne démontre pas que les modifications intestinales causent les bénéfices cérébraux.