Quelques micro-organismes bénéfiques pourraient jouer un rôle clé dans le traitement du diabète de type 2

Lactobacillus johnsonii, image en microscopie électronique à balayage par Kathryn Cross, IFR.

«Quelques micro-organismes bénéfiques pourraient jouer un rôle clé dans le traitement du diabète de type 2», source communiqué de l'Oregon State University.

Des chercheurs de l'Oregon State University ont découvert que quelques micro-organismes du microbiome intestinal jouent un rôle clé dans le diabète de type 2, ouvrant la porte à d'éventuels traitements probiotiques pour une maladie métabolique grave affectant environ 1 Américain sur 10.

«Le diabète de type 2 est en fait une pandémie mondiale et le nombre de diagnostics devrait continuer à augmenter au cours de la prochaine décennie», a dit Andrey Morgun, co-directeur de l'étude, professeur de sciences pharmaceutiques à l'OSU College of Pharmacy. «Le soi-disant ‘régime occidental’ - riche en graisses saturées et en sucres raffinés - est l’un des principaux facteurs. Mais les bactéries intestinales ont un rôle important à jouer dans la modulation des effets de l'alimentation.»

Anciennement connu sous le nom de diabète de l'adulte, le diabète de type 2 est une maladie chronique affectant la façon dont le corps métabolise le glucose, un sucre qui est une source d'énergie essentielle. Pour certains patients, cela signifie que leur corps résiste aux effets de l'insuline, l'hormone produite par le pancréas qui ouvre la porte à l'entrée du sucre dans les cellules. D'autres patients ne produisent pas suffisamment d'insuline pour maintenir une glycémie normale.

Dans les deux cas, le sucre s'accumule dans la circulation sanguine et s'il n'est pas traité, l'effet est une altération de nombreux organes principaux, parfois à des degrés invalidants ou potentiellement mortels. Un facteur de risque clé du diabète de type 2 est le surpoids, souvent le résultat d'un régime alimentaire occidental associé à une faible activité physique.

Le microbiome intestinal humain comprend plus de 10 milliards de cellules microbiennes provenant d'environ 1 000 espèces bactériennes différentes. La dysbiose, ou déséquilibre, dans le microbiome est généralement associée à des effets néfastes sur la santé d’une personne.

«Certaines études suggèrent que la dysbiose est causée par des changements complexes résultant des interactions de centaines de microbes différents», a dit Natalia Shulzhenko, professeure de sciences biomédicales au Carlson College of Veterinary Medicine de l'OSU et autre co-leader de l'étude. «Cependant, notre étude et d'autres études suggèrent que des membres individuels de la communauté microbienne, modifiés par le régime alimentaire, pourraient avoir un impact significatif sur l'hôte.»

Shulzhenko et Morgun ont utilisé une nouvelle approche basée sur les données et la biologie des systèmes appelée transkingdom network analysis pour étudier les interactions hôte-microbe sous un régime occidental. Cela leur a permis de déterminer si des membres individuels du microbiote ont joué un rôle dans les changements métaboliques que le régime induit chez un hôte.

«L'analyse a mis en évidence des microbes spécifiques qui pourraient potentiellement affecter la façon dont une personne métabolise le glucose et les lipides», a dit Morgun. «Plus important encore, cela nous a permis de faire des déductions quant à savoir si ces effets sont dangereux ou bénéfiques pour l'hôte. Et nous avons trouvé des liens entre ces microbes et l'obésité.»

Les scientifiques ont identifié quatre unités taxonomiques opérationnelles, ou UTO, qui semblaient affecter le métabolisme du glucose; Les UTO sont un moyen de catégoriser les bactéries en fonction de la similitude des séquences génétiques.

Les UTO identifiées correspondaient à quatre espèces bactériennes: Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus gasseri, Romboutsia ilealis et Ruminococcus gnavus.

«Les deux premiers microbes sont considérés comme des ‘améliorateurs’ potentiels du métabolisme du glucose, les deux autres comme ‘aggravants’ potentiels, a dit Shulzhenko. «L'indication générale est que les types individuels de microbes et/ou leurs interactions, et non la dysbiose au niveau communautaire, sont des acteurs clés du diabète de type 2.»

Les chercheurs ont nourri des souris avec l'équivalent d'un régime alimentaire occidental, puis ont complété l'apport des rongeurs avec des microbes améliorant et aggravant. Les lactobacilles ont amélioré la santé mitochondriale du foie, ce qui signifie des améliorations dans la façon dont l'hôte métabolise le glucose et les lipides, et les souris recevant ces lactobacilles avaient également un indice de masse grasse plus faible que celles nourries uniquement avec un régime occidental.

En comparant les résultats de la souris aux données d'une étude humaine antérieure, les scientifiques ont trouvé des corrélations entre l'indice de masse corporelle humaine et l'abondance des quatre bactéries - plus d'améliorateurs signifiaient un meilleur indice de masse corporelle, plus d'aggravants étaient liés à un IMC moins sain.

«Nous avons trouvé R. ilealis être présent chez plus de 80% des patients obèses, suggérant que le microbe pourrait être un pathobionte répandu chez les personnes en surpoids», a dit Shulzhenko.

Un pathobionte est un organisme qui a normalement une relation symbiotique avec son hôte mais qui peut devenir pathogène dans certaines circonstances.

«Dans l'ensemble, nos observations confirment ce que nous avons vu chez les souris nourries avec un régime occidental», a-t-elle dit. «Et en examinant tous les métabolites, nous en avons trouvé quelques-uns qui expliquent une grande partie des effets probiotiques causés par les traitements aux lactobacilles.»

Lactobacillus est un genre microbien qui contient des centaines de souches bactériennes différentes. Ses représentants sont communs parmi les probiotiques et se retrouvent fréquemment dans de nombreux types d'aliments fermentés et de produits laitiers enrichis en lactobacilles, comme le yogourt.

«Notre étude révèle des souches probiotiques potentielles pour le traitement du diabète de type 2 et de l'obésité ainsi que des informations sur les mécanismes de leur action», a dit Morgun. «Cela signifie une opportunité de développer des thérapies ciblées plutôt que de tenter de restaurer un microbiote ‘sain’ en général.»