Lactobacillus manipule les acides biliaires pour créer un environnement intestinal favorable –

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  • Une nouvelle recherche de l’Université d’État de Caroline du Nord révèle que les bactéries probiotiques Lactobacillus utilisent des enzymes de manière situationnelle pour manipuler les acides biliaires et favoriser leur propre survie dans l’intestin. Ces découvertes éclairent davantage la relation complexe entre les acides biliaires et les bactéries intestinales et pourraient éventuellement permettre aux chercheurs de concevoir des lactobacilles avec des propriétés thérapeutiques, créant ainsi un environnement intestinal humain plus sain.

    Les acides biliaires sont des acteurs clés de la digestion et de la santé intestinale globale. Produits dans le foie et libérés après que nous ayons mangé, ces acides non seulement décomposent le cholestérol et aident à réguler l’absorption des graisses, mais ils ont également un impact énorme sur les types de bactéries qui colonisent l’intestin.

    Au fur et à mesure que les acides biliaires se déplacent dans l’intestin, ils sont initialement modifiés chimiquement par l’ajout d’un acide aminé (fréquemment de la glycine ou de la taurine), créant un pool d’acide biliaire «conjugué» complexe. Certaines bactéries intestinales ont des enzymes, appelées hydrolases des sels biliaires (BSH), qui peuvent cliver ou «déconjuguer» ces acides aminés des acides biliaires, permettant à d’autres bactéries de transformer davantage les acides biliaires à mesure qu’ils continuent à travers le côlon. Ces transformations affectent la toxicité des acides biliaires, qui à son tour affecte la capacité de différentes bactéries à survivre dans l’intestin.

    “La relation supposée était que les bactéries probiotiques comme Lactobacillus ont des BSH qui déconjuguent simplement l’acide biliaire, le rendant moins toxique et permettant aux bactéries de survivre”, explique Casey Theriot, professeur agrégé de maladies infectieuses à NC State et co-auteur papier décrivant le travail. «Mais la réalité est beaucoup plus complexe – ces enzymes sont plus spécifiques que nous ne le pensions. Selon le BSH présent et l’acide biliaire sur lequel il agit, vous pouvez façonner l’intestin de différentes manières, ce qui le rend plus ou moins hospitalier. bactéries ou agents pathogènes. “

    «L’interaction entre la bile et les bactéries a un impact énorme sur leur capacité à vivre, prospérer ou mourir dans un environnement très compétitif», déclare Rodolphe Barrangou, professeur émérite Todd R. Klaenhammer en recherche probiotique à NC State et co-auteur correspondant du travail. “Nous avons donc entrepris d’enquêter davantage sur cette relation.”

    Theriot, Barrangou et Matthew Foley, chercheur postdoctoral à NC State et premier auteur de l’article, ont fait des expériences in vitro et in vivo pour déterminer comment et si les BSH réduisaient la toxicité des acides biliaires. Premièrement, ils ont examiné la croissance de deux souches de Lactobacillus en présence d’acides biliaires différents et ont été surpris de constater que la glycine ou la taurine conjuguée jouait un rôle important dans la détermination de la toxicité d’un acide biliaire donné. Les BSH ont ensuite été isolés et étudiés biochimiquement pour déterminer s’ils étaient plus ou moins actifs sur des sels biliaires spécifiques et s’ils pouvaient affecter la survie des lactobacilles lorsqu’ils étaient cultivés en présence d’acides biliaires.

    Ils ont découvert que la toxicité de l’acide biliaire ne dépendait pas simplement du fait que l’acide biliaire était conjugué ou déconjugué par un BSH; au contraire, les relations dépendaient du type d’acide biliaire, des bactéries sur lesquelles agissait et de la présence de BSH.

    “Lorsque nous avons modifié la composition BSH de ces souches de Lactobacillus, leur tolérance aux acides biliaires et donc leur aptitude à la compétition ont également été modifiées”, explique Barrangou. “Ces enzymes BSH ont des propriétés diverses. Les bactéries captent et déposent régulièrement des enzymes – parfois elles captent des enzymes qui les aideront à survivre (rend l’acide biliaire moins toxique) ou elles peuvent capter une enzyme qui nuira à la concurrence.

    “Ainsi, la relation entre les bactéries, les BSH et les acides biliaires n’est pas seulement individuelle. Ces connaissances pourraient nous aider à élaborer des stratégies pour améliorer la santé humaine en prolongeant la durée de vie des microbes bénéfiques ou en empêchant la colonisation de pathogènes.”

    “Si nous voulons essayer de concevoir le microbiote intestinal à l’avenir, nous devons vraiment comprendre tous les acteurs – bactéries, enzymes et acides biliaires – et leurs relations situationnelles.” Dit Theriot. “Ce travail est un premier pas important dans cette direction.”

    “Les BSH ne sont qu’un outil que les lactobacilles utilisent pour s’adapter à la vie à l’intérieur du tractus intestinal compétitif.” Dit Foley. “Nos travaux futurs permettront d’approfondir nos connaissances sur la bile modifiée bactérienne et ses conséquences sur notre santé.”

    L’œuvre apparaît dans Actes de l’Académie nationale des sciences, et a été soutenu par les National Institutes of Health (subvention P30 DK034987) et DuPont Nutrition and Health.

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