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France Université Numerique

Microbes and Brain

Institut Pasteur via France Université Numerique

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Overview

About the course / A propos du cours

Historically, microbes were considered as potential threats that could be harmful to us, in particular to our brain, considered for long as a privileged organ, particularly sensitive to infections and inflammation. However, our vision of the microbial world has evolved and we are now paying more and more attention to this world that is intimately living within us and may be beneficial for our health: our microbiota.

Indeed, billions of bacteria, viruses and fungi are living within us, in particular in our gut that harbors the biggest amount of microbes with which we cohabit. The microbiota could be considered as an organ that we acquire at birth, keeping it for life, with tremendous potential to influence our physiology as it represents 150 times more genes than our own genome. Actually, we all are a walking ecosystem made of eukaryotic human cells, prokaryotic cells (bacteria and archeae) and viruses that coexist and communicate.

Even though research focused initially on the influence of our microbiota on immunity and metabolism, more and more evidence suggest that these microbes impact many different brain functions and could be potentially involved in several neuropathologies. Finally, our gut harbors also the second most important population of neurons after the central nervous system: the enteric nervous system.

In this MOOC, we will cover all the aspects of the interactions between microbes and the nervous system, starting from an infectious perspective to explore the role of our microbiota in brain functions and potentially neurologic disorders. All along the chapters, you will see how microbes, historically thought as harmful threats, are actually constantly shaping who we are by communicating with our brain.

Historiquement, les microbes étaient perçus comme une menace pour l’homme, en particulier pour notre cerveau, longtemps considéré comme un organe privilégié, particulièrement sensible aux infections et à l'inflammation. Cependant, notre vision du monde microbien a évolué et nous accordons de plus en plus d'attention au monde microbien qui vit intimement avec nous et peut être bénéfique pour notre santé : notre microbiote.

En effet, des milliards de bactéries, de virus et de champignons vivent constamment avec nous, en particulier dans notre intestin, qui héberge la plus grande partie des microbes avec lesquels nous cohabitons. Le microbiote peut être considéré comme un organe à part entière: nous l’acquérons à la naissance, le conservons toute notre vie et son influence sur notre physiologie est considérable puisqu’il représente 150 fois plus de gènes que notre génome humain. En réalité, nous sommes tous un écosystème ambulant, constitué de cellules humaines eucaryotes, de cellules procaryotes (bactéries et archées) et de virus qui coexistent et communiquent.

Bien que les recherches se soient concentrées initialement sur l’influence de notre microbiote sur l’immunité et le métabolisme, de plus en plus d’éléments suggèrent que ces microbes peuvent également influencer notre fonctionnement cérébral et ainsi être potentiellement impliqués dans plusieurs pathologies neurologiques. Enfin, nos intestins hébergent également la deuxième population de neurones la plus importante après le système nerveux central : le système nerveux entérique.

Dans ce MOOC, nous aborderons tous ces aspects des interactions entre les microbes et le système nerveux, d’abord d’une perspective infectieuse pour ensuite explorer le rôle de notre microbiote dans les fonctions cérébrales et potentiellement les troubles neurologiques. Tout au long de ce MOOC, vous verrez comment les microbes, considérés historiquement comme dangereux, façonnent en permanence ce que nous sommes en communiquant avec notre cerveau.

Format / Format

This MOOC is organized in 5 weeks. Each week is composed of 4 to 6 sequences. In each sequence, you find a 10 minute video and a multiple choice test to help students check their understanding. The videos are in English subtitled in French and in English. All the tests are in English.

Ce MOOC est composé de 5 semaines d’enseignement. Chaque semaine comporte 4 à 6 séquences. Chaque séquence se compose d’une vidéo de 10 minutes et d’un QCM afin que les étudiants testent leurs connaissances. Les vidéos sont en anglais sous-titrées en français et en anglais. Tous les tests sont en anglais.

Syllabus

Course syllabus / Plan du cours

Week 1: Microbes & infection/ Semaine 1 : Microbes et infection du cerveau
  • Bacterial meningitis/ Méningites bactériennes
  • Neuroinfection by rabies/ Infection neurologique par la rage
  • Neuroinfection by zika/ Infection neurologique par Zika
  • Inflammatory Response Syndrome/ Syndrome de réponse inflammatoire
  • Neuroprotection/ Neuroprotection
Week 2: Microbes & brain development / Semaine 2 : Microbes et développement du cerveau
  • Microbiota, Immunity and CNS/ Microbiote, immunité et système nerveux central
  • Role of microbiota in Drosophila brain development/ Rôle du microbiote dans le développement du cerveau de la drosophile
  • Microglial development: potential role of microbiota/ Développement microglial : rôle potentiel du microbiote
  • Microbes & BBB/ Les microbes et la barrière hémato-encéphalique
  • Aging & microbiota/ Le vieillissement et le microbiote
Week 3: Microbes & brain functions / Semaine 3 : Microbes et fonctions du cerveau
  • Microbiota & neuropsychiatry/ Microbiote et la neuropsychatrie
  • Stress, depression & microbiota/ Stress, dépression et microbiote
  • Microbiota & energy balance/anorexia/ Microbiote et balance énergétique / l'anorexie
  • Microbes & sleep/ Les microbes et le sommeil
  • Vagus nerve, a gut-brain communication pathway/ Le nerf vague, un lien de communication entre l'intestin et le cerveau
Week 4: Microbes & neuropathologies / Semaine 4 : Microbes et maladies neurologiques
  • Addiction & microbiota/ Microbiote et addiction
  • Neuroinflammation and cognitive decline/ Neuroinflammation et déclin cognitif
  • Neuroinflammation & depression/ Neuroinflammation et dépression
  • Microbiota & MS/ Microbiote et sclérose en plaques
Week 5: Microbes & peripheral nervous system/ Semaine 5 : Microbes et système nerveux périphérique
  • Neuroimmune interactions in the gut/ Interactions neuro-immunes dans l'intestin
  • Adaptation of the immune cells to the intestine/ Adaptation des cellules immunitaires à l'intestin
  • Probiotics & nervous system/ Les probiotiques et le système nerveux
  • Microbiota & visceral pain/ Microbiote et douleur viscérale
  • Mycolactone & pain/ La mycolactone et la douleur
  • M. leprae & peripheral nervous system reprograming/ M. Leprae et la reprogrammation du système nerveux périphérique

Taught by

Grégoire Chevalier and Ivo Boneca

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