Marquage de neurones enrichis en DHA issus de cellules souche de cerveau de rat. Ces cellules sont responsables de la transmission de l’influx nerveux. Le DHA, acide gras oméga 3 fortement présent dans le cerveau, favorise la croissance des prolongements neuronaux, et par conséquent la communication inter-cellulaire. Les noyaux des cellules sont colorés en bleu, et les protéines du cytosquelette en vert (associer avec les images PCD9101-IMG0121.PCD et PCD9101-IMG0122.PCD).,. © Inra, HEBERDEN Christine

Cerveau et nutrition

Comment l'alimentation de la mère influence-t-elle le développement cérébral du foetus ?

La nutrition maternelle pendant la gestation joue un rôle prépondérant dans le développement et la croissance du fœtus. Certains nutriments sont en outre nécessaires à la régulation fine des processus de prolifération et de différenciation cellulaires dépendant de mécanismes épigénétiques. Nous avons étudié l’effet et l’interaction entre les protéines du régime maternel et la teneur en composés de la voie des folates sur ces processus au niveau d’une structure clé du développement cognitif, l’hippocampe, et  montrons, qu’en fonction du régime de la mère, nous favorisons la prolifération ou au contraire la différenciation précoce des cellules de cette structure chez la descendance.

Publié le 28/11/2014
Mots-clés :

La nutrition maternelle pendant la grossesse est primordiale pour le développement fœtal mais peut aussi conditionner la santé et les capacités de l’enfant sur le long terme. L’acide folique est largement recommandé en période péri-conceptuelle pour diminuer le risque de défaut de fermeture du tube neural et il est également indispensable à un bon neuro-développement. Cependant, les mécanismes sous-jacents sont encore mal connus ainsi que les interactions possibles avec d’autres nutriments, comme certains acides aminés ou vitamines. C’est particulièrement le cas pour le système nerveux dont les différentes cellules sont formées à partir des mêmes cellules souches multipotentes qui ont la capacité de se différencier en neurones, astrocytes ou oligodendrocytes. Cette différenciation obéit à une régulation stricte qui est contrôlée entre autres par des mécanismes épigénétiques dont dépend l’expression spatio-temporelle des gènes. Le but de cette étude  a été  de définir l’effet de la teneur en composés donneurs de méthyls, les nutriments de la voie des folates, sur les cellules souches neurales de l’hippocampe et les conséquences à court terme sur les populations cellulaires constituant  l’organe de la mémoire et des apprentissages.

Nous avons montré qu’un excès de donneurs de méthyl associé à une teneur normale en protéines augmentait la prolifération in vitro des cellules souches neurales, alors que la restriction protéique réduisait au contraire cette capacité et était associée à une différenciation précoce en astrocytes. Ces observations étaient confirmées au niveau des hippocampes entiers prélevés à la naissance ou au sevrage. L’action de ces nutriments pendant le développement fœtal serait médiée à la fois par une action directe au niveau de l’expression de certains gènes dans les cellules souches neurales qui déterminerait leur phénotype et par une action périphérique sur la production de facteurs de croissance et neurotrophes comme l’insuline ou l’Igf2. Les mécanismes épigénétiques  impliqués  ont été recherchés sur les cellules souches neurales en culture.

La nutrition maternelle, en affectant le programme de prolifération et différenciation cellulaire pourrait alors avoir des conséquences directes sur  les capacités cognitives ou la mémoire des descendants et il s’avère alors  intéressant de rechercher les manifestations comportementales  induites par les régimes utilisés.

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Référence

Amarger V, Lecouillard A, Ancellet L, Grit I, Castellano B, Hulin P and Parnet P. Protein content and methyl donors in maternal diet interact to influence the proliferation rate and cell fate of neural stem cells in rat hippocampus. Nutrients 2014, 6, 4200-4217.