Un microbiome rythmique de l’intestin grêle prévient l’obésité et le diabète de type 2

Chez les souris et les hommes, l’iléon est le dernier tronçon de l’intestin grêle, se connectant au caecum, la première partie du gros intestin. Dans l’iléon, les nutriments sont extraits des aliments liquéfiés; dans le caecum, qui marque également le début du côlon, commence le processus d’extraction de l’eau.

Les deux processus sont complexes, dynamiques et profondément influencés par des facteurs allant des types d’aliments consommés et du moment, aux résidents microbiens de l’intestin, dont la présence et les comportements aident à dicter la digestion, l’absorption des nutriments, la synthèse des vitamines et le développement du système immunitaire.

“Il est important de réaliser que le microbiome intestinal change constamment, non seulement en fonction de ce que nous mangeons, mais également en fonction de l’heure de la journée”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Amir Zarrinpar, MD, PhD, professeur adjoint de médecine à l’UC. San Diego School of Medicine et gastro-entérologue à UC San Diego Health.

“La plupart des chercheurs obtiennent des instantanés de cet environnement en constante évolution, ce qui rend difficile de comprendre ce qui se passe dans l’intestin. Avec cette étude, nous essayons d’obtenir plusieurs instantanés tout au long de la journée, presque comme un film, pour mieux comprendre comment la nourriture et le microbiome interagissent pour affecter la prise de poids et le diabète.

“Et ce que nous avons appris, c’est que les changements cycliques du microbiome intestinal sont très importants pour la santé car ils aident à l’horloge circadienne, et avec cela la régulation et le contrôle du glucose, du cholestérol et des acides gras – et la santé métabolique globale.”

Dans leurs derniers travaux, Zarrinpar et ses collègues élucident davantage l’impact et l’interaction de ces facteurs, en particulier en termes d’iléon et de ses fonctions uniques liées à la digestion et à l’absorption. Plus précisément, ils ont examiné comment l’obésité induite par l’alimentation (DIO) et l’alimentation à durée limitée (TRF) modifient la composition du microbiome iléal et le transcriptome (la partie codant pour les protéines du génome d’un organisme) dans des modèles de souris.

Les chercheurs ont découvert que dans les modèles de souris, le DIO et l’absence de TRF (les souris pouvaient manger autant qu’elles le voulaient quand elles le voulaient) entraînaient des perturbations des rythmes du microbiome intestinal et des voies de signalisation qui aident à moduler les horloges intestinales. En d’autres termes, les souris sont devenues grosses et malsaines.

“Il est intéressant de noter que la restriction de l’accès à la nourriture avec TRF agit non seulement par la restauration des schémas affectés par l’état malsain, mais également par de nouvelles voies”, a déclaré la première auteure Ana Carolina Dantas Machado, PhD, chercheuse postdoctorale dans le laboratoire de Zarrinpar.

“Ces résultats soulignent l’influence du régime alimentaire et des modes d’alimentation limités dans le temps dans le maintien d’un microbiome intestinal sain, qui à son tour module les rythmes circadiens qui régissent la santé métabolique”, a déclaré Zarrinpar. “C’est une relation très compliquée entre le microbiome et l’hôte, le premier aidant à déterminer le fonctionnement et la santé gastro-intestinaux de ce dernier.”

Leurs travaux, ont déclaré les auteurs, peuvent éclairer de futures études, en particulier des enquêtes sur le fonctionnement de l’intestin ou sur la manière dont les médicaments agissent sur la fonction intestinale en fonction de l’état du microbiome à une heure ou à une heure particulière de la journée.

Les co-auteurs incluent : Steven D. Brown, Amulya Lingaraju, Vignesh Sivaganesh, Cameron Martino, Peng Zhao, Antonio FM Pinto, Max W. Chang, R. Alexander Richter Alan R. Saltiel, Rob Knight et Satchidananda Panda, tous à UC San Diego ; Amandine Chaix, Université de l’Utah ; et Alan Saghatelian, Institut Salk d’études biologiques.