Les nanoplastiques détruisent le système « intestin-foie-cerveau »: une nouvelle menace dans la maladie d'Alzheimer

Des scientifiques de l'Université Monash (Australie) et de l'Université de technologie de Chine du Sud (Chine) ont publié une étude préclinique détaillée dans Environmental Science & Technology démontrant que des doses équivalentes à la pollution de fond de nanoplastiques de polystyrène (PSNP) peuvent non seulement améliorer les manifestations cérébrales classiques de la maladie d'Alzheimer (MA), mais également propager la pathologie au-delà du système nerveux central le long de l'axe intestin-foie-cerveau.

Prérequis

La pollution plastique est un facteur environnemental universel, et les nanoplastiques (< 100 nm) sont présents dans tous les écosystèmes. Leur impact sur la santé a suscité de vives inquiétudes ces dernières années, mais leurs liens avec les maladies neurodégénératives sont mal compris.

Modèle et conception

• Modèle animal: souris transgéniques APP/PS1 reproduisant des marqueurs clés de la MA (accumulation de β-amyloïde, pathologie tau).
• Exposition: L’apport de 50 nm de PSNP dans l’eau potable à des niveaux de 0,1 à 1 mg/kg/jour pendant 12 semaines est une plage réaliste pour les humains.
• Évaluation des fonctions cognitives: test du labyrinthe de Morris et reconnaissance d'objets.
  • Analyse des tissus:
  • Immunohistochimie cérébrale (marqueurs Iba1, GFAP, β-amyloïde, p-tau)
  • Séquençage de l'ARNr 16S des matières fécales pour le microbiote
  • Histologie du foie (coloration HE, Oil Red O)
  • Profil systémique des cytokines plasmatiques (ELISA pour IL-6, TNF-α)

Résultats clés

1. Neuroinflammation et neurodégénérescence accélérées

• Réponse microgliale et astrocytaire: le nombre de microglies Iba1⁺ et d'astrocytes GFAP⁺ dans l'hippocampe et le cortex a augmenté de 45 à 60 % par rapport à l'APP/PS1 non exposé (p < 0,01).
• Plaques amyloïdes et p-tau: la surface de la plaque a augmenté de 35 % et la tau phosphorylée (p-tau) a augmenté de 28 % (p<0,05).
• Déficit cognitif: Dans le labyrinthe de Morris, le temps pour trouver la plate-forme cachée a augmenté de 40 %, et dans le test de reconnaissance d'objets, l'indice de discrimination a diminué de 30 % (p<0,01).

2. Dysbiose intestinale et « intestin perméable »

• Diminution de la diversité α: l’indice de Shannon dans le microbiote a diminué de 20 % (p<0,05).
• Augmentation des genres pro-inflammatoires: Escherichia/Shigella et Enterococcus ont augmenté de 60 %, tandis que les Lactobacillus bénéfiques ont diminué de 45 %.
• Fonction de barrière intestinale: l'expression de la protéine ZO-1 dans l'épithélium a diminué de 50 %, ce qui s'est accompagné d'une augmentation de 2 fois des taux plasmatiques de lipopolysaccharides (LPS) (p < 0,01).

3. Lésions hépatiques et inflammation systémique

• Degré de stéatose: selon la coloration Oil Red O, la proportion d'inclusions graisseuses dans le foie a augmenté de 3,5 fois.
• Modifications de type hépatite: augmentation de l'infiltration des phagocytes et de la fibrose sans alcool.
• Cytokines systémiques: IL-6 et TNF-α dans le plasma ont augmenté respectivement de 2,0 et 1,8 fois (p<0,01).

Mécanisme de propagation axiale

Les chercheurs suggèrent que les nanoplastiques perturbent le microbiote, provoquant des fuites intestinales et la translocation d'endotoxines bactériennes vers le foie. Des lésions métaboliques et inflammatoires sont alors créées, altérant la capacité du foie à détoxifier les neurotoxines et augmentant les taux systémiques de médiateurs pro-inflammatoires. Ces facteurs, une fois libérés dans le cerveau, déclenchent et accélèrent les processus neurodégénératifs classiques de la maladie d'Alzheimer.

Déclarations des auteurs

« Nos données démontrent pour la première fois que les nanoplastiques agissent non pas localement, mais de manière systémique, aggravant non seulement les aspects cérébraux, mais aussi hépatiques et intestinaux de la maladie d'Alzheimer », déclare le professeur Pu Chun Ke, auteur principal. « Cela souligne l'urgence de limiter l'exposition environnementale aux nanoparticules et de rechercher des mesures pour protéger les tissus barrières de l'organisme. »

Dans la discussion, les auteurs soulignent les points clés suivants:

• Effet systémique des nanoplastiques.
  « Nos données montrent que même des concentrations écologiquement réalistes de nanoplastiques de polystyrène ne se limitent pas à des effets neurotoxiques locaux, mais déclenchent une cascade de troubles inflammatoires et métaboliques le long de l'axe intestin-foie-cerveau », note le professeur Pu Chun Ke.

• Destruction des fonctions de barrière.
  « La violation de l'intégrité de l'épithélium intestinal et la translocation subséquente d'endotoxines microbiennes dans la circulation sanguine systémique aggravent considérablement non seulement les processus hépatiques, mais aussi neuro-inflammatoires », souligne le Dr Li Wang, co-auteur.

• Nécessité d’un contrôle environnemental:
  « Nos conclusions appellent à reconsidérer les niveaux admissibles de nanoplastiques dans l’eau potable et les produits alimentaires, et encouragent le développement de stratégies de barrière et de probiotiques pour se protéger contre leurs effets nocifs », déclare le Dr Mei Zhang.

Perspectives et recommandations

• Contrôle environnemental: renforcement des limites pour les nanoplastiques dans l’eau potable et la chaîne alimentaire.
• Surveillance médicale: chez les patients atteints de démence du SNC, évaluer l'état de l'intestin et du foie pour détecter une dysbiose et une stéatohépatite non alcoolique.
• Études complémentaires: évaluer l’effet d’autres types de nanoplastiques (PET, PVC) et la possibilité de neuroprotection par des probiotiques ou une thérapie barrière.

Cette étude place les nanoplastiques parmi les nouveaux facteurs de risque de maladies systémiques et neurodégénératives qui nécessitent une attention immédiate de la part des environnementalistes et des médecins.