Basilic frais.
L'équipe dirigée par l'Université de Floride du Sud sur la santé découvre que le composé fenchol a le même effet bénéfique que les métabolites dérivés de l'intestin pour réduire la bêta-amyloïde neurotoxique dans le cerveau.
Le fenchol, un composé naturel abondant dans certaines plantes, dont le basilic, peut aider à protéger le cerveau contre la pathologie de la maladie d'Alzheimer, selon une étude préclinique menée par des chercheurs de l'Université de Floride du Sud (USF Health).
La nouvelle étude publiée le 5 octobre 2021 dans Frontiers in Aging Neuroscience , ont découvert un mécanisme de détection associé au microbiote intestinal qui explique comment le fenchol réduit la neurotoxicité dans le cerveau de la maladie d'Alzheimer.
De nouvelles preuves indiquent que les acides gras à chaîne courte (AGCC) – des métabolites produits par des bactéries intestinales bénéfiques et la principale source de nutrition pour les cellules de votre côlon – contribuent à la santé du cerveau. L'abondance des SCFA est souvent réduite chez les patients âgés atteints de troubles cognitifs légers et de la maladie d'Alzheimer, la forme la plus courante de démence. Cependant, la façon dont cette baisse des AGCC contribue à la progression de la maladie d'Alzheimer reste largement inconnue.
Le chercheur principal de l'étude, Hariom Yadav, PhD, dirige le centre de recherche sur le microbiome de l'Université de Floride du Sud hébergé à l'USF Health Morsani College of Medicine. Il étudie comment les interactions entre le microbiote intestinal et le cerveau pourraient influencer la santé du cerveau et le déclin cognitif lié à l'âge. Crédit :USF Health/Université de Floride du Sud
Les SCFA dérivés de l'intestin qui voyagent dans le sang jusqu'au cerveau peuvent se lier au récepteur 2 des acides gras libres (FFAR2) et l'activer, une molécule de signalisation cellulaire exprimée sur les cellules cérébrales appelées neurones.
« Notre étude est la première à découvrir que la stimulation du mécanisme de détection FFAR2 par ces métabolites microbiens (SCFA) peut être bénéfique pour protéger les cellules cérébrales contre l'accumulation toxique de la protéine bêta-amyloïde (Aβ) associée à la maladie d'Alzheimer », a déclaré le chercheur principal. Hariom Yadav, PhD, professeur de neurochirurgie et de réparation du cerveau à l'USF Health Morsani College of Medicine, où il dirige le USF Center for Microbiome Research.
L'une des deux pathologies caractéristiques de la maladie d'Alzheimer est constituée de dépôts durcis d'Aβ qui s'agglutinent entre les cellules nerveuses pour former des plaques de protéines amyloïdes dans le cerveau. L'autre est des enchevêtrements neurofibrillaires de protéine tau à l'intérieur des cellules cérébrales. Ces pathologies contribuent à la perte et à la mort des neurones qui provoquent finalement l'apparition de la maladie d'Alzheimer, une maladie neurodégénérative caractérisée par une perte de mémoire, de capacités de réflexion et d'autres capacités cognitives.
Le Dr Yadav et ses collaborateurs se penchent sur les mécanismes moléculaires pour expliquer comment les interactions entre le microbiome intestinal et le cerveau pourraient influencer la santé du cerveau et le déclin cognitif lié à l'âge. Dans cette étude, a déclaré le Dr Yadav, l'équipe de recherche a entrepris de découvrir la fonction "précédemment inconnue" de FFAR2 dans le cerveau.
Les chercheurs ont d'abord montré que l'inhibition du récepteur FFAR2 (bloquant ainsi sa capacité à « détecter » les AGCC dans l'environnement extérieur à la cellule neuronale et à transmettre la signalisation à l'intérieur de la cellule) contribue à l'accumulation anormale de la protéine Aβ provoquant une neurotoxicité liée à la maladie d'Alzheimer.
Ensuite, ils ont effectué un criblage virtuel à grande échelle de plus de 144 000 composés naturels pour trouver des candidats potentiels qui pourraient imiter le même effet bénéfique des SCFA produits par le microbiote dans l'activation de la signalisation FFAR2. Il est important d'identifier un composé naturel alternatif aux SCFA pour cibler de manière optimale le récepteur FFAR2 sur les neurones, car les cellules de l'intestin et d'autres organes consomment la plupart de ces métabolites microbiens avant qu'ils n'atteignent le cerveau par la circulation sanguine, a noté le Dr Yadav.
L'équipe du Dr Yadav a réduit les 15 principaux composés candidats au plus puissant. Le fenchol, un composé d'origine végétale qui donne au basilic son parfum aromatique, était le meilleur pour se lier au site actif du FFAR afin de stimuler sa signalisation.
D'autres expériences sur des cultures de cellules neuronales humaines, ainsi que sur Caenorhabditis (C.) elegans (ver) et des modèles murins de la maladie d'Alzheimer ont démontré que le fenchol réduisait de manière significative l'accumulation excessive d'Aβ et la mort des neurones en stimulant la signalisation FFAR2, le mécanisme de détection du microbiome. Lorsque les chercheurs ont examiné de plus près comment le fenchol module la neurotoxicité induite par l'Aβ, ils ont découvert que le composé diminuait les cellules neuronales sénescentes, également appelées cellules "zombies", couramment présentes dans les cerveaux atteints de la maladie d'Alzheimer.
Les cellules zombies cessent de se répliquer et meurent lentement. Pendant ce temps, a déclaré le Dr Yadav, ils s'accumulent dans les organes malades et vieillissants, créent un environnement inflammatoire dommageable et envoient des signaux de stress ou de mort aux cellules saines voisines, qui finissent par se transformer également en cellules zombies nocives ou meurent.
"Fenchol affecte en fait les deux mécanismes liés de la sénescence et de la protéolyse", a déclaré le Dr Yadav à propos de la découverte intrigante de l'étude préclinique. "Il réduit la formation de cellules neuronales zombies à moitié mortes et augmente également la dégradation de l'Aβ (non fonctionnel), de sorte que la protéine amyloïde est éliminée du cerveau beaucoup plus rapidement."
Avant de commencer à mettre beaucoup de basilic supplémentaire dans votre sauce à spaghetti ou dans tout ce que vous mangez pour aider à conjurer la démence, des recherches supplémentaires sont nécessaires, y compris chez les humains.
En explorant le fenchol comme approche possible pour traiter ou prévenir la pathologie d'Alzheimer, l'équipe USF Health cherchera des réponses à plusieurs questions. Une question clé est de savoir si le fenchol consommé dans le basilic lui-même serait plus ou moins bioactif (efficace) que d'isoler et d'administrer le composé dans une pilule, a déclaré le Dr Yadav. "Nous voulons également savoir si une dose puissante de basilic ou de fenchol, si elle pouvait être administrée par pulvérisation nasale, serait un moyen plus rapide d'introduire le composé dans le cerveau."
Référence :"Activation of Microbiota Sensing - Free Fatty Acid Receptor 2 Signaling Améliorates Amyloid-β Induced Neurotoxicity by Modulating Proteolysis-Senescence Axis" par Atefeh Razazan, Prashantha Karunakar, Sidharth P. Mishra, Shailesh Sharma, Brandi Miller, Shalini Jain et Hariom Yadav , 5 octobre 2021, Frontières des neurosciences du vieillissement .
DOI :10.3389/fnagi.2021.735933
La recherche dirigée par l'USF Health a été financée en partie par des subventions des National Institutes of Health, du département américain de la Défense et du Wake Forest Clinical and Translational Science Institute, financé par les NIH.
