La modélisation des facteurs de risque environnementaux de l'autisme chez la souris induit la dysbiose microbienne liée à l'IBD et l'hypersérotonémie

Aperçu: G.M.

Le trouble du spectre de l'autisme (ASD) est une gamme de conditions neurodéveloppementales dont la prévalence augmente dans le monde entier.

De façon intrigante, les TSA s'accompagnent souvent d'une série d'aberrations systémiques comprenant (1) une sérotonine accrue, (2) différents modes de troubles gastro-intestinaux et (3) une maladie inflammatoire de l'intestin (MII), bien que la cause sous-jacente de ces comorbidités demeure incertaine. En outre, le nombre cumulé d'études rapporte que la composition microbienne intestinale est significativement modifiée chez les enfants avec un diagnostic de TSA ou les patients atteints de MII.

De manière surprenante, l'analyse du microbioque intestinal des modèles de souris TSA induits par les poly I: C et VPA, montre un schéma distinct de dysbiose microbienne qui récapitulait fortement ceux rapportés dans des cas cliniques de TSA et de MII.  De plus, une telle dysbiose microbienne a entraîné des perturbations notables dans les voies métaboliques microbiennes qui sont connues pour affecter négativement l'hôte, en particulier en ce qui concerne la pathogenèse des TSA et des MII.

Enfin, le taux sérique de sérotonine est significativement augmenté chez les souris poly I: C et VPA, et qu'il est en corrélation avec les augmentations d'un genre bactérien et d'une voie métabolique impliquée dans la stimulation de la production de sérotonine chez l'hôte. 

Ces résultats utilisant un modèle animal identifient les facteurs de risque environnementaux prénataux de l'autisme comme agents causaux possibles de la dysbiose microbienne intestinale associée à la MII dans les TSA et suggèrent un rôle multiforme du microbiote intestinal dans la pathogenèse systémique des TSA et de l'hypersérotonémie.

Mol Brain. 2017 Apr 20;10(1):14. doi: 10.1186/s13041-017-0292-0.

Modeling environmental risk factors of autism in mice induces IBD-related gut microbial dysbiosis and hyperserotonemia

Lim JS^1,2, Lim MY^1,2,3, Choi Y¹, Ko G^4,5,6,7.

Author information

1

Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea.

2

Institute of Health and Environment, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea.

3

Research Group of Gut Microbiome, Korea Food Research Institute, Seongnam, Gyeonggi-do, Republic of Korea.

4

Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea. gko@snu.ac.kr

5

Center for Human and Environmental Microbiome, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea. gko@snu.ac.kr

6

N-Bio, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea. gko@snu.ac.kr.

7

KoBioLabs, Inc., 1-Gwanak-ro, Gwanak-gu, Bldg 220, Rm 630, Seoul, 151-746, Republic of Korea. gko@snu.ac.kr

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is a range of neurodevelopmental conditions that are sharply increasing in prevalence worldwide. Intriguingly, ASD is often accompanied by an array of systemic aberrations including (1) increased serotonin, (2) various modes of gastrointestinal disorders, and (3) inflammatory bowel disease (IBD), albeit the underlying cause for such comorbidities remains uncertain. Also, accumulating number of studies report that the gut microbial composition is significantly altered in children with ASD or patients with IBD. Surprisingly, when we analyzed the gut microbiota of poly I:C and VPA-induced mouse models of ASD, we found a distinct pattern of microbial dysbiosis that highly recapitulated those reported in clinical cases of ASD and IBD. Moreover, we report that such microbial dysbiosis led to notable perturbations in microbial metabolic pathways that are known to negatively affect the host, especially with regards to the pathogenesis of ASD and IBD. Lastly, we found that serum level of serotonin is significantly increased in both poly I:C and VPA mice, and that it correlates with increases of a bacterial genus and a metabolic pathway that are implicated in stimulation of host serotonin production. Our results using animal model identify prenatal environmental risk factors of autism as possible causative agents of IBD-related gut microbial dysbiosis in ASD, and suggest a multifaceted role of gut microbiota in the systemic pathogenesis of ASD and hyperserotonemia.

PMID: 28427452

DOI: 10.1186/s13041-017-0292-0