Le microbiote intestinal, qui comprend l'ensemble des micro-organismes qui colonisent notre tractus gastro-intestinal, est capable d'influencer la fonction cérébrale et le comportement de l'hôte. Cependant, les voies de communication impliquées dans ce dialogue restent partiellement comprises. En l'occurrence, les métabolites bioactifs produits par les bactéries intestinales (MB) et leurs co-métabolites (produits secondaires issus de leur métabolisation par l'hôte, co-MB) pourraient jouer un rôle important dans le dialogue intestin-cerveau. Des études récentes ont montré que certains MB, par leurs effets signaux au niveau des organes, contribuent au fonctionnement physiologique de l'hôte, y compris au niveau cérébral. D'autre part, certains MB et co-MB ont des effets neurotoxiques et pourraient contribuer à la physiopathologie de maladies du cerveau. L'objectif de notre travail est de décrypter les mécanismes par lesquels les MB et co-MB dérivés de l'intestin peuvent affecter le fonctionnement cérébral dans un contexte de stress chronique et ainsi contribuer à la physiopathologie des troubles anxiodépressifs. Notre hypothèse est que les MB peuvent influencer la neuro-inflammation, par leurs actions directes sur les cellules résidentes de l'immunité cérébrale, les cellules microgliales. En effet, la neuro-inflammation est une caractéristique des troubles anxiodépressifs qui contribue, par la détérioration des fonctions neuronales, aux altérations comportementales. Nous avons sélectionné l'hippurate, un co-MB dont les taux circulants sont diminués chez des patients souffrant de troubles de l'humeur. Ce composé est produit par une coopération entre le microbiote intestinal et le foie en réponse à la consommation de légumes, de fruits et de polyphénols. Dans un premier temps, nous avons testé l'effet de l'hippurate in vitro, dans des cultures primaires de microglie quiescentes ou inflammatoires. Dans un second temps, nous avons testé l'effet d'une supplémentation en hippurate par voie alimentaire chez des souris soumises à un protocole de Stress de défaite sociale (SDS), qui provoque une neuro-inflammation et le développement de troubles des comportements anxiodépressifs. In vitro, l'hippurate régule modestement la production de facteurs inflammatoires par les cellules microgliales. Par contre, l'expression de son récepteur est fortement modulée par la stimulation inflammatoire. In vitro, l'administration chronique d'hippurate aux souris SDS les protège des effets comportementaux du stress. De plus, ce traitement limite la prise de poids lié au stress. Nos résultats indiquent que l'hippurate est un co-MB qui module la réponse comportementale au stress chronique. Il reste à déterminer comment l'hippurate agit et, en particulier, les sites d'action cérébraux de ce co-MB, en décryptant ses mécanismes cellulaires et moléculaires notamment au niveau neuro-inflammatoire.

La neuroinflammation représente un mécanisme de défense crucial du système nerveux central contre les agents pathogènes afin d’assurer un retour à l’homéostasie dans le cerveau. Cette réponse immunitaire physiologique est orchestrée par les cellules microgliales, les cellules du système immunitaire cérébral. Cependant, une production soutenue et incontrôlée des facteurs pro-inflammatoires associée à une activation microgliale ainsi qu’une dérégulation de la résolution de l’inflammation contribuent à l’apparition d’une inflammation chronique à bas bruit, comme observé au cours du vieillissement et dans les maladies neurodégénératives, pouvant entraîner des lésions neuronales responsables, en partie, des troubles cognitifs. La nutrition apparaît comme une stratégie innovante pour prévenir les altérations liées à la neuroinflammation. Les acides gras polyinsaturés n-3 (AGPI n-3) à longue chaîne et les peptides de petits poids moléculaires sont de bons candidats en raison de leurs propriétés immunomodulatrices et pro-résolutives via la production d’oxylipines. L’objectif de cette étude est d’évaluer le potentiel anti-inflammatoire du Mnemosyss®, un hydrolysat de coproduits marins combinant ces composés, sur l’inflammation aiguë et de comparer cet effet à une supplémentation en DHA seul. Des souris âgées de 7 semaines ont été supplémentées pendant 18 jours avec du Mnemosyss®, du DHA ou une solution contrôle. L’inflammation aiguë a été induite par une injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide (LPS) et les souris ont été euthanasiées 2 h après. Les analyses ont été effectuées dans l’hippocampe. L’expression des marqueurs inflammatoires, des marqueurs d’activation microgliale a été mesurée par RT-qPCR. L’expression protéique de IκB et de NF-κB a été quantifiée par Western-Blot. Enfin, la composition en oxylipines a été évaluée par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. En réponse au LPS, la supplémentation en Mnemosyss® diminue l’expression des cytokines pro-inflammatoires IL-6 ( p < 0,001), IL-1β ( p < 0,001) et TNF-α ( p < 0,01) alors que le DHA réduit uniquement l’expression de l’IL-6 ( p < 0,01). Cette baisse de l’expression des cytokines pro-inflammatoires est associée à une augmentation de l’expression protéique de IκB ( p < 0,05 et p < 0,01 vs. DHA et contrôle, respectivement) et à une modulation des marqueurs d’activation microgliale dans l’hippocampe. Les effets du Mnemosyss® pourraient être dus, en partie, au changement du profil en oxylipines vers un profil plus anti-inflammatoire par rapport à la supplémentation en DHA. Cette étude démontre le pouvoir anti-inflammatoire et pro-résolutif du Mnemosyss®. Celui-ci est même plus efficace que le DHA seul pourtant apporté en plus grande quantité suggérant un effet des peptides seuls ou une potentialisation du DHA par les peptides. Il pourrait donc être proposé pour freiner l’inflammation au cours du vieillissement ou lors de pathologies inflammatoires aiguës ou chroniques.

follows: clemastine, cognition, hippocampus, MRI, myelin, n-3 PUFA, neurodevelopement, oligodendrocyte, omega-3, prefrontal cortex.

Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are essential fatty acids which are provided to the body through the diet. The brain is one of the richest organs in the body and has a high need in PUFAs. There are 2 main families of PUFAs, n-3 (or omega 3) and n-6 (or omega6). While it is quite easy to find n-6 PUFAs in westernized diets, the need in n-3 PUFAs is poorly reached, leading to decreased level of docosahexaenoic acid (DHA) in the brain. In humans, poor levels of blood n-3 PUFAs and brain DHA are associated to a higher prevalence of cognitive disorders and depression. However, the mechanisms underlying the effect of DHA on brain functions are poorly understood. Using mice models of n-3 PUFAs dietary deficiency or supplementation, we revealed that in the brain, DHA regulate neuroinflammatory pathways, in particular through its effect on microglia, the main innate immune system cell in the brain. In addition, n-3 PUFAs are key actors of ndocannabinoid- dependent synaptic plasticity. While neuroinflammation and eCB-dependent synaptic plasticity are crucial to cognition and emotional behaviour alterations, our results bring to the clinical scene the importance of controlling dietary n-3 PUFAs to protect the brain from the adverse effect of stres or inflammation. Altogether, our work brings a better comprehension of how dietary n-3 PUFAs participate to brain physiology and protect from the development of mood and cognitive disorders. It opens new avenues for the use of these lipids in the protection and treatment of brain diseases. Disclosure No significant relationships.

The central nervous system (CNS) has the highest concentration of lipids in the organism after adipose tissue. Among these lipids, the brain is particularly enriched with polyunsaturated fatty acids (PUFAs) represented by the omega-6 (ω6) and omega-3 (ω3) series. These PUFAs include arachidonic acid (AA) and docosahexaenoic acid (DHA), respectively. PUFAs have received substantial attention as being relevant to many brain diseases, including anxiety and depression. This review addresses an important question in the area of nutritional neuroscience regarding the importance of ω3 PUFAs in the prevention and/or treatment of neuropsychiatric diseases, mainly depression and anxiety. In particular, it focuses on clinical and experimental data linking dietary intake of ω3 PUFAs and depression or anxiety. In particular, we will discuss recent experimental data highlighting how ω3 PUFAs can modulate neurobiological processes involved in the pathophysiology of anxiety and depression. Potential mechanisms involved in the neuroprotective and corrective activity of ω3 PUFAs in the brain are discussed, in particular the sensing activity of free fatty acid receptors and the activity of the PUFAs-derived endocannabinoid system and the hypothalamic–pituitary–adrenal axis.

L’augmentation de l’ajout de fructose dans les produits de consommation transformés est un problème de santé publique. La consommation importante de ce sucre est reconnue comme étant un facteur de risque majeur de développement de stéatose hépatique non-alcoolique et de désordres métaboliques. Néanmoins, l’impact de la consommation excessive de fructose sur d’autres organes n’a été que peu étudié. Dans ce projet nous proposons d’étudier l’impact que pourrait avoir le fructose sur le fonctionnement du cerveau. Le choix d’étudier spécifiquement le cerveau est justifié par des données expérimentales suggérant qu’il est capable de capter et métaboliser ce sucre, le transporteur GLUT5 (transporteur sélectif du fructose) et la kétohéxokinase (KHK, enzyme de métabolisation du fructose) y étant exprimés. De manière intéressante, GLUT5 est exprimé quasi-exclusivement dans les cellules microgliales. De plus, il a été montré que l’alimentation de rongeurs avec un régime enrichi en fructose induit une neuroinflammation et l’altération de fonctions cérébrales telles que le comportement alimentaire, la mémoire ou les émotions. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que, lorsqu’il est consommé en excès, le fructose module l’activité des cellules microgliales, la neuroinflammation et le comportement alimentaire, la mémoire et/ou les émotions. Pour répondre à cette question, nous avons entrepris des travaux in vitro sur culture primaire de microglie exposée à du fructose, et in vivo, sur des souris gavées avec une solution de fructose (20 %) ou alimentés pendant 6 semaines avec un régime enrichi en fructose (60 % kcal). La neuroinflammation a été étudiée par des approches de biologie cellulaires, moléculaires ou d’immunohistochimie en mesurant l’expression de gènes de cytokines, la morphologie des microglies ou le pouvoir de phagocytose de ces dernières. Nos données montrent que l’application de fructose (500 μM) sur des cultures primaires de microglie diminue l’expression de gène de cytokines pro-inflammatoires (IL-1B, IL-6, TNF-a) et diminue le pouvoir de phagocytose de ces cellules. In vivo, le gavage de souris avec une solution de fructose 20 % augmente le nombre de cellules immunoréactives pour le marqueur microglial Iba-1 et diminue la morphologie des microglies sélectivement dans le noyau arqué de l’hypothalamus, 90 minutes post-gavage. Enfin, l’alimentation de souris avec un régime enrichi en fructose pendant 6 semaines exacerbe la diminution de la prise alimentaire, du poids corporel et la résignation des animaux dans le test de nage forcée en réponse à l’injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide (LPS, 120 μg/kg), suggérant que le régime fructose exacerbe les conséquences de la neuroinflammation induite par le LPS. L’ensemble de ces données suggère que le fructose module l’activité microgliale et la neuroinflammation et altère le comportement alimentaire et émotionnel. Nous sommes en train de déterminer si les effets du fructose sont dépendants du transporteur GLUT5 et si les effets du fructose observés in vivo sur le cerveau et le comportement sont dus à la modulation directe de l’activité microgliale et/ou à une action indirecte via, par exemple, une action sur le microbiote intestinal.

Omega-3 fatty acids (n-3 PUFAs) are essential for the functional maturation of the brain. Westernization of dietary habits in both developed and developing countries is accompanied by a progressive reduction in dietary intake of n-3 PUFAs. Low maternal intake of n-3 PUFAs has been linked to neurodevelopmental diseases in Humans. However, the n-3 PUFAs deficiency-mediated mechanisms affecting the development of the central nervous system are poorly understood. Active microglial engulfment of synapses regulates brain development. Impaired synaptic pruning is associated with several neurodevelopmental disorders. Here, we identify a molecular mechanism for detrimental effects of low maternal n-3 PUFA intake on hippocampal development in mice. Our results show that maternal dietary n-3 PUFA deficiency increases microglia-mediated phagocytosis of synaptic elements in the rodent developing hippocampus, partly through the activation of 12/15-lipoxygenase (LOX)/12-HETE signaling, altering neuronal morphology and affecting cognitive performance of the offspring. These findings provide a mechanistic insight into neurodevelopmental defects caused by maternal n-3 PUFAs dietary deficiency.

Maternal immune activation (MIA) and poor maternal nutritional habits are risk factors for the occurrence of neurodevelopmental disorders (NDD). Human studies show the deleterious impact of prenatal inflammation and low n-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) intake on neurodevelopment with long-lasting consequences on behavior. However, the mechanisms linking maternal nutritional status to MIA are still unclear, despite their relevance to the etiology of NDD. We demonstrate here that low maternal n-3 PUFA intake worsens MIA-induced early gut dysfunction, including modification of gut microbiota composition and higher local inflammatory reactivity. These deficits correlate with alterations of microglia-neuron crosstalk pathways and have long-lasting effects, both at transcriptional and behavioral levels. This work highlights the perinatal period as a critical time window, especially regarding the role of the gut-brain axis in neurodevelopment, elucidating the link between MIA, poor nutritional habits, and NDD.

Brain aging is characterized by a decline in cognitive functions, which can lead to the development of neurodegenerative pathologies. Age-related spatial learning and memory deficits are associated with a chronic low-grade inflammation. Anxiety disorders and stress response alterations, occurring for a part of the elderly, have also been linked to an increased neuroinflammation and thus, an accelerated cognitive decline. Nutrition is an innovative strategy to prevent age-related cognitive impairments. Among the nutrients, n-3 long chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs) and low molecular weight peptides from proteins, especially those from marine resources, are good candidates for their immunomodulatory, anxiolytic and neuroprotective properties. The aim of this study is to determine the combined effect of n-3 LC-PUFAs and low molecular weight peptides on cognitive functions, and their mechanism of action. We are the first to show that a dietary supplementation with a fish hydrolysate containing n-3 LC-PUFAs and low molecular weight peptides prevented the age-related spatial short-term memory deficits and modulated navigation strategies adopted during spatial learning. In addition, the fish hydrolysate displayed anxiolytic activities with the reduction of anxiety-like behaviour in aged mice, restored the plasmatic corticosterone levels similar to adult animals following an acute stress and modulated the hypothalamic stress response. These effects on behaviour can be explained by the immunomodulatory and neuroprotective properties of the fish hydrolysate that limited microgliosis in vivo, decreased LPS-induced expression of pro-inflammatory cytokines and increased the expression of growth factors such as BDNF and NGF in vitro. Thus, n-3 LC-PUFAs and low molecular weight peptides contained in the fish hydrolysate can play an important role in the limitation of neuroinflammation and stress response alterations during aging and represent a potential strategy for the prevention of age-related cognitive decline.

Au fil des années, les quantités d’acides gras polyinsaturés contenus dans le régime alimentaire occidental ont augmenté. À l’heure actuelle, la proportion entre les acides gras polyinsaturés oméga-6 et oméga-3 atteint les 15 :1 (oméga-6 :oméga-3). Notre laboratoire a démontré que des souris soumises à un régime alimentaire carencé en oméga-3 présentent des altérations de la plasticité dépendante des endocannabinoides, couplées à des comportements de types anxieux [1] (Lafourcade et al., 2011). Dans cette étude, nous avons évalué les mécanismes sous-jacents qui pourraient expliquer les altérations neurophysiologiques des neurones épineux moyens GABAergiques du noyau accumbens (striatum ventral). Pour cela, des souris mâles âgées de 21 jours ont été soumises à 8 semaines de régimes alimentaires ad libitum dont les taux d’oméga-3 ont été altérés. En effet, un premier groupe de souris a été exposé à une régime standard, à base d’huiles de colza, contenant un taux entre oméga-3/oméga-6 de 1/8. Un second groupe de souris a été exposé à un régime enrichi en oméga-3, à base d’huiles de poissons, avec un taux oméga-3/oméga-6 de 1/1. Enfin, un dernier groupe de souris a été exposé à un régime déficient en oméga-3, à base d’huiles de tournesol, avec un taux oméga-3/oméga-6 à 1/27. Des enregistrements électrophysiologiques en configuration cellule entière ont été effectués suite à 8 semaines de régimes, visant à caractériser les propriétés d’excitabilités intrinsèques de ces neurones. De plus, nous avons également mesuré la réponse de ces neurones suite à une stimulation des fibres afférentes corticales (glutamatergiques) en appliquant le protocole électrique de stimulation dépendante du temps d’intervalle, un protocole connu pour activer la voie de rétrocontrôle négatif lié aux endocannabinoides. Nos résultats préliminaires indiquent que la manipulation diététique en oméga-3 peut moduler les propriétés électrophysiologiques de neurones épineux moyens du noyau accumbens, ainsi que la plasticité synaptique dépendante des endocannabinoides. Enfin, les rôles du récepteur GPR55 (récepteur orphelin 55 couplé à une protéine G) et du récepteur cannabinoide de type 1 (CB1) sont mis en évidence dans cette étude. Pour conclure, dans cette étude, nous présentons l’hypothèse que la quantité des apports alimentaires en oméga-3 peut directement affecter le système endocannabinoide, qui, en retour, peut moduler les comportements de type anxieux dépendants, dont l’origine pourrait être le striatum ventral. D’autres études sont nécessaires pour établir les implications cliniques de ces résultats.

Microglia are key players in brain function by maintaining brain homeostasis across lifetime. They participate to brain development and maturation through their ability to release neurotrophic factors, to remove immature synapses or unnecessary neural progenitors. They modulate neuronal activity in healthy adult brains and they also orchestrate the neuroinflammatory response in various pathophysiological contexts such as aging and neurodegenerative diseases. One of the main features of microglia is their high sensitivity to environmental factors, partly via the expression of a wide range of receptors. Recent data pinpoint that dietary fatty acids modulate microglia function. Both the quantity and the type of fatty acid are potent modulators of microglia physiology. The present review aims at dissecting the current knowledge on the direct and indirect mechanisms (focus on gut microbiota and hormones) through which fatty acids influence microglial physiology. We summarize main discoveries from in vitro and in vivo models on fatty acid-mediated microglial modulation. All these studies represent a promising field of research that could promote using nutrition as a novel therapeutic or preventive tool in diseases involving microglia dysfunctions.

Synthesis of 1D TiO2nanorods is promising nowadays owing to their broad applications in photocatalytic devices. A groundbreaking synthesis procedure of one-step producing large-scale, free-standing and heterogeneous phase (anatase and rutile) 1D TiO2 nanorod array which efficiently enhances the photocatalytic activity has been previously proposed. However, the detailed growth mechanism of this catalyst remains unclear, mainly because the synthesis takes place in a closed autoclave. This study presents a complementary approach to understand the growth mechanism using computer modeling based on density functional theory (DFT). The interaction of the precursor (titanium butoxide in hydrochloric acid media, modelled by TiCl4) and solvent (water) with preexisting rutile titania is computed to derive the thermodynamic trends to grow additional TiO2 layers. Five different termination models of the rutile surfaces were built: (001), (100), (101), (110) and (111), and their interaction with precursor and water was computed. Molecular and dissociative adsorption are considered as well as coadsorption. Our results point to a preferential growth of the (001) termination of rutile TiO2 through intermediates involving TiCl3+, Cl− and hydroxyl groups. The results obtained show how computational chemistry can be used to resolve experimental growth information. The protocol used i.e. computing different terminations and their explicit interaction with both the precursor and the solvent, can be extended to other materials in which the growth takes place following well-defined preferential directions.

Dopamine (DA) is a critical neurotransmitter involved in motivational processes. Tetrahydrobiopterin (BH4) is an essential cofactor for tyrosine hydroxylase, the rate-limiting enzyme in DA synthesis. Decreases in BH4 levels are observed in several DA-related neuropsychiatric diseases involving impairment in motivation. Yet, whether BH4 could be used to treat motivational deficits has not been comprehensively investigated. To investigate the effects of exogenous BH4 administration on the dopaminergic system and related behaviors, we acutely injected mice with BH4 (50 mg/kg). Passage of BH4 through the blood brain barrier and accumulation in brain was measured using the in situ brain perfusion technique. DA release was then recorded using in-vivo micro-dialysis and motivation was evaluated through operant conditioning paradigms in basal condition and after an amphetamine (AMPH) injection. First, we showed that BH4 crosses the blood-brain barrier and that an acute peripheral injection of BH4 is sufficient to increase the concentrations of biopterins in the brain, without affecting BH4- and DA-related protein expression. Second, we report that this increase in BH4 enhanced AMPH-stimulated DA release in the nucleus accumbens. Finally, we found that BH4-induced DA release led to improved performance of a motivational task. Altogether, these findings suggest that BH4, through its action on the dopaminergic tone, could be used as a motivational enhancer.

Progressive regression of cerebral arteriovenous malformations (AVMs) is a rare phenomenon that may occur spontaneously or after previous surgical or endovascular incomplete obliteration. We present two cases of AVMs occluded partially with Onyx followed by the unexpected cure of the lesions with the angiographic evidences as well as multiannual follow-up.

Essential polyunsaturated fatty acids (PUFA) from the n-3 and n-6 series constitute the building blocks of brain cell membranes where they regulate most aspects of cell physiology. They are either biosynthesized from their dietary precursors or can be directly sourced from the diet. An overall increase in the dietary n-6/n-3 PUFA ratio, as observed in the Western diet, leads to reduced n-3 PUFAs in tissues that include the brain. Some clinical studies have shown a positive correlation between dietary n-3 PUFA intake and sleep quantity, yet evidence is still sparse. We here used a preclinical model of dietary n-3 PUFA deficiency to assess the precise relationship between dietary PUFA intake and sleep/wake activity. Using electroencephalography (EEG)/electromyography (EMG) recordings on n-3 PUFA deficient or sufficient mice, we showed that dietary PUFA deficiency affects the architecture of sleep-wake activity and the oscillatory activity of cortical neurons during sleep. In a second part of the study, and since PUFAs are a potent modulator of inflammation, we assessed the effect of dietary n-3 PUFA deficiency on the sleep response to an inflammatory stimulus known to modulate sleep/wake activity. We injected mice with the endotoxin lipopolysaccharide (LPS) and quantified the sleep response across the following 12 h. Our results revealed that n-3 PUFA deficiency affects the sleep response in basal condition and after a peripheral immune challenge. More studies are now required aimed at deciphering the molecular mechanisms underlying the intimate relationship between n-3 PUFAs and sleep/wake activity.

Nanorobots are complex machines measured in nanometers that operate at the molecular level inside patients. In the future these small nanoscale machines could potentially be used as biosensors to screen for disease, to combat pathological cellular or molecular processes or to deliver medication to precise locations. Nanorobots are akin to manipulatable electronic white blood cells that patrol the body. A nanorobot in the form of a micro-rocket has already been shown to bind and transport cancer cells in physiological fluids in vitro (1) and micromotors have been developed to deliver cargo via self-propulsion to the stomach in mice (2). Moreover, in 2016 Fraser Stoddart, Bernard Feringa and Jean-Pierre Sauvage won the Nobel Prize in chemistry for their work in the development of nanomachines in which they utilised chemical energy to create motion (3). Collectively, these breakthroughs are paving the way for the design of more complex nanorobots for medicinal use. The aim of this editorial is to inspire further research in the new field of nanorobotics for the prevention of Alzheimer’s disease (AD) and other neurological disorders.

Maternal immune activation (MIA) is a common environmental insult on the developing brain and represents a risk factor for neurodevelopmental disorders. Animal models of in utero inflammation further revealed a causal link between maternal inflammatory activation during pregnancy and behavioural impairment relevant to neurodevelopmental disorders in the offspring. Accumulating evidence point out that proinflammatory cytokines produced both in the maternal and fetal compartments are responsible for social, cognitive and emotional behavioral deficits in the offspring. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are essential fatty acids with potent immunomodulatory activities. PUFAs and their bioactive derivatives can promote or inhibit many aspects of the immune and inflammatory response. PUFAs of the n-3 series ('n-3 PUFAs', also known as omega-3) exhibit anti-inflammatory/pro-resolution properties and promote immune functions, while PUFAs of the n-6 series ('n-6 PUFAs' or omega-6) favor pro-inflammatory responses. The present study aimed at providing insight into the effects of n-3 PUFAs on the consequences of MIA on brain development. We hypothesized that a reduction in n-3 PUFAs exacerbates both maternal and fetal inflammatory responses to MIA and later-life defects in memory in the offspring. Based on a lipopolysaccharide (LPS) model of MIA (LPS injection at embryonic day 17), we showed that n-3 PUFA deficiency 1) alters fatty acid composition of the fetal and adult offspring brain; 2) exacerbates maternal and fetal inflammatory processes with no significant alteration of microglia phenotype, and 3) induces spatial memory deficits in the adult offspring. We also showed a strong negative correlation between brain content in n-3 PUFA and cytokine production in MIA-exposed fetuses. Overall, our study is the first to address the deleterious effects of n-3 PUFA deficiency on brain lipid composition, inflammation and memory performances in MIA exposed animals and indicates that it should be considered as a potent environmental risk factor for the apparition of neurodevelopmental disorders.

The brain is highly enriched in long chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs) that display immunomodulatory properties in the brain. At the periphery, the modulation of inflammation by LC-PUFAs occurs through lipid mediators called oxylipins which have anti-inflammatory and pro-resolving activities when derived from n-3 LC-PUFAs and pro-inflammatory activities when derived from n-6 LC-PUFAs. However, whether a diet rich in LC-PUFAs modulates oxylipins and neuroinflammation in the brain has been poorly investigated. In this study, the effect of a dietary n-3 LC-PUFA supplementation on oxylipin profile and neuroinflammation in the brain was analyzed. Mice were given diets deficient or supplemented in n-3 LC-PUFAs for a 2-month period starting at post-natal day 21, followed by a peripheral administration of lipopolysaccharide (LPS) at adulthood. We first showed that dietary n-3 LC-PUFA supplementation induced n-3 LC-PUFA enrichment in the hippocampus and subsequently an increase in n-3 PUFA-derived oxylipins and a decrease in n-6 PUFA-derived oxylipins. In response to LPS, n-3 LC-PUFA deficient mice presented a pro-inflammatory oxylipin profile whereas n-3 LC-PUFA supplemented mice displayed an anti-inflammatory oxylipin profile in the hippocampus. Accordingly, the expression of cyclooxygenase-2 and 5-lipoxygenase, the enzymes implicated in pro- and anti-inflammatory oxylipin synthesis, was induced by LPS in both diets. In addition, LPS-induced pro-inflammatory cytokine increase was reduced by dietary n-3 LC-PUFA supplementation. These results indicate that brain n-3 LC-PUFAs increase by dietary means and promote the synthesis of anti-inflammatory derived bioactive oxylipins. As neuroinflammation plays a key role in all brain injuries and many neurodegenerative disorders, the present data suggest that dietary habits may be an important regulator of brain cytokine production in these contexts.

Le microbiote intestinal est un acteur clé de la communication entre les intestins et le cerveau et pourrait participer à la physiopathologie de plusieurs maladies du système nerveux, dont les maladies neurodégénératives. Les études des liens causaux entre le microbiote et les pathologies du cerveau font apparaître l’importance de la neuro-inflammation, qui se définit par les processus inflammatoires qui se produisent au sein du cerveau. Ainsi, le microbiote et le système immunitaire cérébral jouent un rôle clé dans l’étiopathogénie des maladies neurodégénératives. Dans cette revue, nous discutons du rôle des probiotiques, de leurs effets protecteurs vis-à-vis de la neuroinflammation et de leur impact sur la prévention et le traitement des pathologies neurodégénératives.