L’envie de vomir après avoir mangé des aliments contaminés est la réponse défensive naturelle du corps pour se débarrasser des toxines bactériennes. Cependant, le processus par lequel notre cerveau initie cette réaction biologique lors de la détection des germes reste insaisissable. Pour la première fois, les chercheurs ont cartographié la voie neuronale détaillée des réponses défensives de l’intestin au cerveau chez la souris. L’étude, présentée le 1er novembre dans la revue Cellulepourraient aider les scientifiques à développer de meilleurs médicaments antinauséeux pour les patients cancéreux qui subissent une chimiothérapie.
De nombreuses bactéries d’origine alimentaire produisent des toxines chez l’hôte après avoir été ingérées. Le cerveau, après avoir détecté leur présence, déclenchera une série de réponses biologiques, y compris des vomissements et des nausées, pour se débarrasser des substances et développer une aversion pour les aliments qui ont le même goût ou la même apparence.
“Mais les détails sur la façon dont les signaux sont transmis de l’intestin au cerveau n’étaient pas clairs, car les scientifiques ne pouvaient pas étudier le processus sur des souris”, explique Peng Cao, auteur correspondant de l’article à l’Institut national des sciences biologiques de Pékin. Les rongeurs ne peuvent pas vomir, probablement en raison de leur long œsophage et de leur force musculaire plus faible par rapport à leur taille corporelle. En conséquence, les scientifiques ont étudié le vomi chez d’autres animaux comme les chiens et les chats, mais ces animaux n’ont pas été étudiés de manière approfondie et n’ont donc pas réussi à révéler le mécanisme des nausées et des vomissements.
Cao et son équipe ont remarqué que même si les souris ne vomissent pas, elles vomissent, ce qui signifie qu’elles ressentent également l’envie de vomir sans vomir. L’équipe a découvert qu’après avoir reçu l’entérotoxine staphylococcique A (SEA), qui est une toxine bactérienne commune produite par Staphylococcus aureus qui conduit également à des maladies d’origine alimentaire chez l’homme, les souris ont développé des épisodes d’ouverture inhabituelle de la bouche. Les souris qui ont reçu SEA ont ouvert la bouche à des angles plus larges que ceux observés dans le groupe témoin, où les souris ont reçu de l’eau salée. De plus, au cours de ces épisodes, le diaphragme et les muscles abdominaux des souris traitées au SEA se contractent simultanément, un schéma observé chez les chiens lorsqu’ils vomissent. Pendant la respiration normale, le diaphragme et les muscles abdominaux des animaux se contractent alternativement.
“Le mécanisme neuronal des nausées est similaire à celui des vomissements. Dans cette expérience, nous avons réussi à construire un paradigme pour étudier les nausées induites par les toxines chez la souris, avec lequel nous pouvons examiner les réponses défensives du cerveau aux toxines au niveau moléculaire et cellulaire. niveaux », dit Cao.
Chez les souris traitées avec SEA, l’équipe a découvert que la toxine dans l’intestin active la libération de sérotonine, un type de neurotransmetteur, par les cellules entérochromaffines sur la muqueuse de la lumière intestinale. La sérotonine libérée se lie aux récepteurs des neurones sensoriels vagaux situés dans l’intestin, qui transmettent les signaux le long des nerfs vagues de l’intestin à un type spécifique de neurones du complexe vagal dorsal – neurones Tac1 + DVC – dans le tronc cérébral. . Lorsque Cao et son équipe ont inactivé les neurones Tac1 + DVC, les souris traitées par SEA ont moins vomis que les souris ayant des activités normales de neurones Tac1 + DVC.
En outre, l’équipe a étudié si les médicaments de chimiothérapie, qui induisent également des réponses défensives comme des nausées et des vomissements chez les receveurs, activent la même voie neuronale. Ils ont injecté à des souris de la doxorubicine, un médicament de chimiothérapie courant. Le médicament a fait vomir les souris, mais lorsque l’équipe a inactivé leurs neurones Tac1 + DVC ou la synthèse de sérotonine de leurs cellules entérochromaffines, les comportements de vomissement des animaux ont été considérablement réduits.
Cao dit que certains des médicaments anti-nausée actuels pour les receveurs de chimiothérapie, tels que Granisetron, agissent en bloquant les récepteurs de la sérotonine. L’étude aide à expliquer pourquoi le médicament fonctionne.
“Grâce à cette étude, nous pouvons désormais mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires des nausées et des vomissements, ce qui nous aidera à développer de meilleurs médicaments”, a déclaré Cao.
Ensuite, Cao et ses collègues veulent explorer comment les toxines agissent sur les cellules entérochromaffines. Des recherches préliminaires montrent que les cellules entérochromaffines ne détectent pas directement la présence de toxines. Le processus implique probablement des réponses immunitaires complexes des cellules endommagées dans l’intestin.
“En plus des germes d’origine alimentaire, les humains rencontrent de nombreux agents pathogènes, et notre corps est équipé de mécanismes similaires pour expulser ces substances toxiques. Par exemple, la toux est la tentative de notre corps d’éliminer le coronavirus. C’est un domaine de recherche nouveau et passionnant sur comment le cerveau détecte l’existence d’agents pathogènes et initie des réponses pour s’en débarrasser.” Cao dit, ajoutant que les recherches futures pourraient révéler de nouvelles et meilleures cibles pour les médicaments, y compris les médicaments anti-nausée.
Ce travail a été soutenu par le National Key R&D Program of China et la National Natural Science Foundation of China.
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Presse cellulaire. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
