Augmenter la sérotonine peut aider à lutter contre les infections intestinales difficiles.

La consommation d'aliments ou d'eau contaminés par la bactérie Escherichia coli ( E. coli ) O157 peut provoquer une intoxication alimentaire grave, potentiellement mortelle. Les symptômes comprennent une diarrhée sanglante , des douleurs abdominales et de la fièvre.

E. coli O157 et d'autres souches d' E. Coli pathogènes produisent une toxine puissante appelée Shiga.

Les National Institutes of Allergy and Infectious Diseases estiment que E. coli producteur de toxine Shiga provoque environ 265 000 infections par an aux États-Unis. Ils estiment également que E. coli O157 est à l'origine de 36% de ces infections.

L' Organisation mondiale de la santé (OMS) ne recommande pas l'utilisation d'antibiotiques pour traiter les infections à E. coli O157. Ils indiquent que les antibiotiques pourraient aggraver l'infection en augmentant le risque de complications.

Des recherches à l'Université du Texas (UT) et à la Kansas State University à Manhattan, KS, suggèrent maintenant que des médicaments qui augmentent les niveaux de sérotonine, tels que l'antidépresseur Prozac (fluoxétine), pourraient servir de traitements potentiels.

Les scientifiques ont découvert que la sérotonine «reprogramme» E. coli O157 pour produire moins de toxines, réduisant ainsi la gravité de l'infection.

«Le traitement des infections bactériennes, en particulier dans l'intestin, peut être très difficile», explique Vanessa Sperandio, Ph.D. , professeur de microbiologie et de biochimie à l'UT Southwestern Medical Center et auteur principal de la nouvelle étude. «Si nous pouvions réutiliser Prozac ou d'autres médicaments de la même classe, cela pourrait nous donner une nouvelle arme pour lutter contre ces infections difficiles», poursuit-elle.

Les scientifiques ont publié leurs résultats dans la revue Cell Host & Microbe .

Sentiments intestinaux

Les scientifiques savent que la sérotonine agit dans le cerveau, où elle transmet des signaux entre les cellules nerveuses et aide à réguler le sommeil et l'humeur, entre autres fonctions.

Ce qui est moins bien connu, c'est que l'intestin abrite 95% de toute la sérotonine du corps, où il contrôle les selles et influence l'appétit en tant que partie du système nerveux entérique.

Selon Cell Host et Microbe , des études montrent que les changements dans le microbiote influencent le comportement et ont des liens avec des maladies neurologiques, telles que l' autisme .

La grande majorité des micro-organismes du microbiote sont des bactéries bénéfiques et «amicales» qui offrent des avantages pour la santé, comme l'amélioration de l'immunité. D'autres influencent les niveaux de neurotransmetteurs, y compris la sérotonine dans l'intestin.

Mais les scientifiques savent peu comment la sérotonine affecte les bactéries intestinales pathogènes.

Pour en savoir plus, les chercheurs ont cultivé des E. coli pathogènes dans des boîtes de Pétri en laboratoire et les ont exposés à la sérotonine. Ils ont découvert que le neurotransmetteur inhibait l'expression de certains gènes dans les bactéries, réduisant leur capacité à provoquer des infections.

D'autres expériences ont montré que E. coli exposé à la sérotonine était moins capable d'endommager les cellules humaines en croissance en laboratoire.

Souris sur Prozac

L'étape suivante consistait à étudier comment la sérotonine affecte la virulence des bactéries chez un hôte vivant.

Pour ce faire, les scientifiques ont génétiquement modifié des souris pour produire trop de sérotonine dans leur intestin et les ont comparées à des souris qu'elles n'avaient pas génétiquement modifiées. Ils ont ensuite infecté les deux types de souris avec la bactérie Citrobacter rodentium ( C. rodentium ), qui est l'équivalent d' E. Coli chez la souris.

Les résultats ont indiqué que les bactéries étaient moins susceptibles de coloniser les souris qui produisaient trop de sérotonine ou provoquaient des infections plus bénignes. En revanche, les souris que les scientifiques n'ont pas produites beaucoup de sérotonine étaient plus sujettes aux infections graves, et beaucoup sont mortes.

Lorsque les chercheurs ont dosé des souris saines avec de la fluoxétine pour augmenter leur taux de sérotonine, cela semblait les protéger contre les infections à C. rodentium .

Une dernière série d'expériences a identifié que la sérotonine se lie à un récepteur protéique appelé CpxA dans E. coli et C. rodentium .

Lorsque la sérotonine se lie à la CpxA, elle agit comme un interrupteur, désactivant l'expression des gènes de virulence dans les bactéries.

Dans leur article, les chercheurs notent que de nombreuses espèces de bactéries intestinales, dont les agents pathogènes Salmonella , Yersinia enterocolytica ,et Shigella disenteria , ont également des récepteurs CpxA. La sérotonine peut donc aussi les apprivoiser.

Sperandio et ses collègues prévoient d'étudier comment les médecins pourraient potentiellement utiliser d'autres médicaments qui modifient les niveaux de sérotonine comme nouveaux traitements pour les infections bactériennes intestinales.

Axe intestin-cerveau

Le travail des chercheurs ajoute à la preuve que les bactéries jouent un rôle pivot dans l' axe intestin-cerveau - la communication bidirectionnelle entre le cerveau et le système digestif - et la façon dont elle influence notre santé physique et mentale.

CpxA est également le récepteur d'une molécule appelée indole que les bactéries utilisent pour s'envoyer des messages.

L'indole et la sérotonine sont structurellement similaires. Certaines recherches suggèrent que l'indole produit par les bactéries intestinales peut s'accumuler dans le cerveau, affectant l'humeur et le comportement. Dans leur article, les auteurs écrivent:

"Surtout, le fait que les bactéries ont des récepteurs aux neurotransmetteurs ouvre un large éventail de possibilités sur la façon dont l'axe intestin-cerveau fonctionne comme une rue à double sens entre les microbes et leurs hôtes mammifères."