L’axe exposome-microbiote-cerveau sous le microscope pour aborder les interactions environnement-santé dans le Nord
Chercheurs principaux
Paul De Koninck (Biochimie, microbiologie et bio-informatique), Pierre Ayotte (Médecine sociale et préventive)
Co-chercheurs
Sylvain Moineau (Biochimie, microbiologie et bio-informatique), Mélanie Lemire (Médecine sociale et préventive), Marie-Eve Paquet (Biochimie, microbiologie et bio-informatique), Patrick Desrosiers (Physique, génie physique et optique), Martin Lévesque (Psychiatrie et neurosciences), Ahmad Abdel-Mawgoud Saleh (biochimie, microbiologie et bio-informatique), Flavie Lavoie-Cardinal (Psychiatrie et neurosciences)
Partenaires
Bliq Photonics, Scientifica, Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord, Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, Chaire de recherche en partenariat Sentinelle Nord en approches systémiques de la santé
Résumé du projet
L’exposition aux contaminants environnementaux constitue un problème majeur de santé publique dans le Nord. Pour s’attaquer à ce problème, notre équipe interdisciplinaire exploite de nouvelles méthodes expérimentales et de nouvelles connaissances sur le régime alimentaire et l’état de santé des communautés de l’Arctique canadien. La consommation de certaines espèces marines pendant la grossesse contribue à une exposition élevée au méthylmercure (MeHg) qui a été associée à des déficits neurocomportementaux, cognitifs, visuels et moteurs plus tard dans l’enfance. Paradoxalement, les aliments de source marine sont riches en nutriments clés pour le cerveau, y compris la sélénonéine, un composé nouvellement identifié soupçonné d’offrir une protection contre la toxicité du MeHg. Ce problème de santé publique très complexe auquel sont confrontées de nombreuses communautés du Nord est appelé le « dilemme de l’Arctique ». Il doit être abordé par des approches de recherche innovantes qui explorent et approfondissent notre compréhension des impacts physiologiques de l’exposome, qui inclue les conditions environnementales, l’exposition aux neurotoxines, la nutrition, le mode de vie, le stress et les agents pathogènes. Les communautés microbiennes vivant dans notre corps sont profondément liées à l’exposome et à notre santé.
Notre équipe a pour objectif d’exploiter un modèle animal stratégique optogénétique de poisson-zèbre, dont le microbiote intestinal est contrôlé, afin d’étudier la relation entre l’exposome du Nord, le microbiote intestinal et le cerveau en développement. Nous testerons les hypothèses suivantes :
- l’exposition au MeHg pendant le développement embryonnaire entraîne des altérations de la connectivité des circuits cérébraux, ce qui a un impact sur les fonctions du cerveau et le comportement;
- la sélénonéine réduit ou prévient les anomalies cérébrales du développement causées par le MeHg;
- le microbiote intestinal peut modifier la résilience de l’hôte à la toxicité du MeHg.
Nous proposons de combiner la toxicologie avancée, la microbiologie et la biologie synthétique pour contrôler l’exposome du poisson-zèbre, et d’utiliser des méthodes optogénétiques pour évaluer son impact sur le développement et le fonctionnement des circuits cérébraux. Nos approches aborderont et développeront de nouveaux concepts et outils en microbiologie, sur le développement du cerveau et la santé, fournissant de nouvelles connaissances d’intérêt pour les communautés arctiques et les programmes de prévention de santé publique.