Outre l’aspect génétique, de nombreux facteurs environnementaux ont également une influence sur la maladie de Parkinson. L'analyse de plus de 300 échantillons de selles prélevés dans le cadre de l'Étude luxembourgeoise sur la maladie de Parkinson a révélé que la composition du microbiote intestinal humain – l’ensemble des micro-organismes qui vivent dans notre intestin - diffère chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson. Les scientifiques ont développé des modèles informatiques personnalisés représentant le microbiote de chaque participant à l’étude, y compris pour les plus de 50 ans. Ils ont constaté qu’il existe des différences significatives dans les abondances d'au moins sept espèces de bactéries entre les patients et les participants contrôles en bonne santé. Ces différences pourraient avoir des effets sur le métabolisme des patients et être liées, par exemple, à la constipation et à d'autres symptômes non moteurs.
Les changements dans le microbiote et leur impact sur le métabolisme
Le microbiote humain est composé d'environ autant de microorganismes qu’il y a de cellules dans le corps humain. Il existe plus de 1000 espèces différentes dans l’intestin seulement et elles ont un impact profond sur notre santé. Habituellement, les différents types de microbes vivent en équilibre mais si celui-ci est perturbé, des maladies peuvent apparaître. Le microbiote joue également un rôle important dans l'assimilation des nutriments contenus dans les aliments et dans les processus métaboliques. Des altérations de la composition du microbiote pourraient donc avoir des implications directes sur notre métabolisme. Dans cette étude, l'abondance de la bactérie Bilophila wadsworthia, qui participe au métabolisme du soufre dans l'intestin et a déjà été associée à la constipation, a par exemple été liée à la progression de la maladie de Parkinson.
Des modèles informatiques pour étudier les métabolites produits par le microbiote
Pour étudier l'effet de ces changements au niveau du microbiote de façon individuelle, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques afin de reconstruire le microbiote de chaque participant. Ils ont ensuite étudié les petites molécules, appelées métabolites, produites par les microorganismes composant chaque microbiote. Ils ont calculé la capacité de production maximale pour 129 métabolites. Les modèles ont révélé que les microbiotes des personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentaient des capacités de production différentes pour neuf de ces métabolites, dont cinq qui sont associés à la constipation et à d'autres symptômes non moteurs. Cette découverte suggère qu'une composition altérée du microbiote pourrait entraîner des modifications importantes du métabolisme et contribuer à certains des symptômes courants de la maladie de Parkinson.
Les profils microbiens associés à la maladie dépendent aussi d'autres facteurs
Des analyses plus détaillées des profils individuels des patients ont révélé que des facteurs tels que le sexe, l'âge et l'indice de masse corporelle (IMC) jouent également un rôle dans la composition du microbiote. En particulier, l'abondance de certaines espèces bactériennes n'était réduite que chez les patientes, alors qu'aucun changement n'a été observé dans le microbiote des patients masculins. De même, l'abondance de certaines bactéries semblait augmenter avec l'âge chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, alors que d'autres étaient globalement moins abondantes chez les patients quel que soit leur âge. Pris ensemble, ces résultats reflètent la complexité de la maladie et soulignent l'importance d'analyses complémentaires pour mieux comprendre le rôle de ces différents facteurs. En outre, étudier les profils complets des microbiotes altérés des patients pourrait fournir des informations sur la progression et la gravité de la maladie et faciliter son traitement à l'avenir.
Référence : Federico Baldini et al., Parkinson’s disease-associated alterations of the gut microbiome predict disease relevant changes in metabolic functions, BMC Biology (2020) 18:62, https://doi.org/10.1186/s12915-020-00775-7
Photo credit: Marcin Klapczynski