Résumé

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L'alimentation au début de la vie affecte de manière significative le développement du cerveau néonatal et la programmation métabolique. Une mauvaise alimentation peut entraîner des habitudes alimentaires malsaines et augmenter le risque d'obésité et de diabète de type 2 plus tard dans la vie. La maturation du microbiote intestinal dans la petite enfance est également déterminée de manière critique par l'alimentation, et des altérations de la composition et de la diversité du microbiote ont été associées au développement du syndrome métabolique. Si la fonctionnalité du microbiote intestinal évolue rapidement en réponse aux changements de régime alimentaire, on ne sait pas si le microbiome intestinal au début de la vie est essentiel à l'établissement d'un comportement alimentaire sain à l'âge adulte.

Les calculs neuronaux centraux exécutent les décisions relatives à la recherche de nourriture, à la prise de nourriture et au comportement alimentaire, et le système nerveux entérique signale réciproquement au cerveau les résultats nutritionnels de ces choix alimentaires. Cette communication bidirectionnelle entre le cerveau et l'intestin permet une mise à jour dynamique et flexible de la valeur, de la qualité et de la palatabilité intrinsèques des aliments, qui déterminera le comportement alimentaire en cours et la sélection directe des aliments. Une mauvaise alimentation au début de la vie a un impact négatif sur le développement neurologique de l'appétit central, de la récompense alimentaire et du métabolisme énergétique, et peut modifier les décisions concernant la nourriture et les préférences alimentaires. Un nombre croissant d'études suggère que le microbiote gastro-intestinal influence également le comportement appétitif de l'hôte, y compris la recherche de nourriture et les envies d'aliments très appétissants. Par exemple, l'exposition précoce à des régimes riches en graisses et en sucres a un impact négatif sur la maturation de la communauté bactérienne intestinale et peut accroître la préférence pour les aliments gras et sucrés, augmentant ainsi le risque global de syndrome métabolique chez la progéniture.

Cela indique que le microbiote pourrait jouer un rôle d'orchestrateur dans la signalisation de l'axe alimentation-intestin-cerveau à l'interface du métabolisme, du comportement alimentaire régulé au niveau central et de la récompense alimentaire. L'hormone orexigène, la ghréline, également appelée hormone de la faim, est le seul signal gastro-intestinal qui stimule la prise alimentaire et l'adiposité. Elle joue un rôle clé dans la régulation centrale de l'appétit et de la récompense alimentaire et peut moduler la préférence pour les graisses et le choix des aliments. En outre, la ghréline est un régulateur majeur du développement des voies alimentaires neuronales hypothalamiques au début de la vie. Nous avons récemment montré que les acides gras à chaîne courte (AGCC) dérivés du microbiote et des souches bactériennes spécifiques, notamment des souches du genre Bifidobacterium, peuvent modifier la signalisation du récepteur de la ghréline. En outre, les souris sans germe et les animaux traités aux antibiotiques présentent des taux de ghréline circulants plus faibles, et il a été démontré que des suppléments de pré- et de probiotiques normalisent les taux de ghréline. Néanmoins, d'autres études mécanistes sont nécessaires pour comprendre l'impact complet de l'interaction microbiote-ghréline sur l'amorçage métabolique et l'établissement de contrôles homéostatiques et non homéostatiques de la prise alimentaire régulés par le système central.

Nous émettons l'hypothèse qu'un déficit de maturation microbienne à la suite d'un régime alimentaire riche en graisses et en sucres (HFHS) au début de la vie détermine de façon critique les résultats neurocomportementaux qui orientent le comportement alimentaire à l'âge adulte, ce qui peut être en partie médié par la signalisation ghrélinergique. Étant donné l'importance de la colonisation du microbiote intestinal au début de la vie sur le développement du cerveau et l'apprentissage du métabolisme, nous allons (1) évaluer le rôle du microbiote intestinal après un régime HFHS au début de la vie sur les changements à long terme des préférences alimentaires et la signalisation centrale de la récompense à l'âge adulte ; (2) nous étudierons les effets de la SHF en début de vie sur le développement et le fonctionnement des systèmes neuropeptidiques hypothalamiques et extrahypothalamiques, y compris la signalisation ghrélinergique ; (3) nous étudierons le potentiel des interventions basées sur le microbiote intestinal pour remédier à ces effets. Pour étudier la trajectoire du comportement alimentaire HFHS-microbiote au début de la vie, nous utiliserons trois approches différentes.

Tout d'abord, nous comparerons le comportement de prise alimentaire, la préférence alimentaire et la récompense chez les animaux adultes après une exposition précoce au régime HFHS par rapport au contrôle. Les chiots mâles et femelles seront exposés dès la naissance, via le régime maternel, et jusqu'à deux semaines après le sevrage, via le régime de la progéniture, après quoi ils recevront une nourriture standard. Ensuite, les chiots exposés à la HSHF en début de vie seront traités conjointement avec une souche de Bifidobacterium longum métaboliquement active (APC1472) ou avec un mélange de prébiotiques alimentaires (FOS/GOS) qui stimule la croissance des Bifidobactéries, afin d'étudier les effets atténuants potentiels sur les conséquences négatives à long terme du comportement alimentaire associé à la HFHS en début de vie.

Tout au long du projet, nous étudierons les changements dans les biomarqueurs neuroendocriniens périphériques et centraux, y compris la signalisation ghrélinergique, ainsi que les changements dans le microbiote intestinal. L'identification des mécanismes médiés par le microbiote au début de la vie qui sous-tendent le développement neurologique de l'appétit, les voies de récompense alimentaire et les préférences alimentaires, qui déterminent le comportement alimentaire, offre un potentiel unique pour le développement de stratégies ciblées sur la nutrition et le microbiote afin d'améliorer la santé métabolique et d'encourager un comportement alimentaire sain.

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