Des chercheurs de l’Inserm/Université et CHU de Lille et du CNRS/Université de Strasbourg décryptent les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les effets de la caféine dans le cerveau. Ces travaux, réalisés chez la souris et publiés dans la revue The Journal of Clinical Investigation, renforcent l’idée d’un effet bénéfique de la caféine sur les fonctions cognitives.

La caféine est la substance psychoactive la plus consommée au monde. Alors que ses effets sur la vigilance et l’attention sont largement connus, les mécanisme moléculaires cérébraux associés à sa consommation régulière demeuraient peu connus jusqu’à présent.  Le Dr. David Blum du laboratoire « Alzheimer & Tauopathies » du centre de recherche Lille Neuroscience & Cognition (Inserm/Université Lille/CHU de Lille) en collaboration avec le Dr. Anne-Laurence Boutillier du laboratoire de neurosciences cognitives et adaptatives (CNRS/Université de Strasbourg) vient de démontrer, chez la souris, qu’une consommation habituelle de caféine induit des changements moléculaires durables dans l’hippocampe, une structure essentielle à la mémoire et qui dégénère dans la maladie d’Alzheimer. Les résultats montrent notamment que la caféine modifie de manière très importante l’épigénome hippocampique de manière différenciée selon qu’il s’agisse des cellules neuronales ou non-neuronales. Cela concourrait à favoriser le traitement de l’information en réponse à une tache d’apprentissage, en exerçant une action concertée sur les cellules neuronales et non-neuronales.

Cette étude fait écho aux travaux précédents du laboratoire Alzheimer & Tauopathies suggérant un impact bénéfique de cette molécule dans le contexte de la maladie d’Alzheimer et à l’essai clinique de phase III en cours (CAFCA).

English summary

Caffeine is the most widely consumed psychoactive drug. However, there is a striking mismatch between the epidemiological evidence associating the regular intake of caffeine with benefits for chronic brain disorders and the molecular clarification of the impact of caffeine on brain function. Herein, using a combination of different non-hypothesis driven-omic approaches, we show that, in the bulk tissue analysis, chronic caffeine treatment reduced metabolic processes related to lipids, mitochondria and translation in the mouse hippocampus, some of which were identified at the different molecular levels analyzed, i.e. epigenome, transcriptome, proteome and metabolome. In sharp contrast to what was observed in bulk tissue, we found that caffeine induced a neuronal autonomous epigenomic response related to synaptic plasticity activation. These data were corroborated by the fact that caffeine treatment induced an increase in glutamatergic synapse proteins in the hippocampus and ultimately, enhanced transcriptomic regulations in response to learning. Overall, our data prompt the novel concept that regular caffeine intake promotes a more efficient ability of the brain to encode experience-related events. By coordinating epigenomic changes in neuronal and non-neuronal cells, regular caffeine intake promotes a fine-tuning of metabolism in resting conditions, likely improving neuronal activity in response to learning.

Source

Paiva I, Cellai L, Meriaux C, Poncelet L, Nebie O, Saliou JM, Lacoste AS, Papegaey A, Drobecq H, Le Gras S, Schneider M, Malik EM, Müller CE, Faivre E, Carvalho K, Gomez-Murcia V, Vieau D, Thiroux B, Eddarkaoui S, Lebouvier T, Schueller E, Tzeplaeff L, Grgurina I, Seguin J, Stauber J, Lopes LV, Buée L, Buée-Scherrer V, Cunha RA, Ait-Belkacem R, Sergeant N, Annicotte JS, Boutillier AL, Blum D (2022) Caffeine intake exerts dual genome-wide effects on hippocampal metabolism and learning-dependent transcription. The Journal of Clinical Investigation. https://doi.org/10.1172/JCI149371

Contact chercheurs

David Blum
Directeur de recherche Inserm
Lille Neuroscience & Cognition
UMR-S 1172 (Inserm/ Univ. Lille/CHU Lille)
Equipe « Alzheimer & Tauopathies » – LabEx DISTALZ
Tél : 06 50 82 04 90

Anne-Laurence Boutillier
Directrice de recherche Cnrs
UMR7364 (Cnrs/université de Strasbourg)
Equipe « Epigenetics & Memory dynamics »
Tél : 03 68 85 19 34