La découverte d'un gène microbien pourrait signifier une meilleure santé intestinale

«La découverte d'un gène microbien pourrait signifier une meilleure santé intestinale», source University of Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences via EurekAlert!

L'identification du dernier des trois gènes clés dans la conversion microbienne des acides biliaires en formes bénéfiques - ou dangereux, ouvrant la voie à de futures interventions médicales contre les maladies gastro-intestinales

En tant que propriétaire d'un corps humain, vous transportez des milliards de microbes avec vous partout où vous allez. Ces organismes microscopiques ne font pas que faire du stop; beaucoup d'entre eux effectuent des réactions chimiques essentielles qui régulent tout, de notre digestion à notre système immunitaire en passant par nos humeurs.

Un ensemble important de réactions concerne l'absorption des graisses via les acides biliaires. Nos foies produisent ces acides pour aider à digérer les graisses et les vitamines liposolubles lors de leur voyage dans l'intestin grêle. Vers la fin de l'intestin grêle, les microbes transforment les acides en de nouvelles formes, qui peuvent être bénéfiques ou dangereuses.

Une nouvelle recherche de l'Université de l'Illinois identifie le dernier d'un ensemble de gènes microbiens impliqués dans ces conversions.

«La localisation de ces gènes bactériens permettra à des études mécanistes de déterminer l'effet de la conversion des acides biliaires sur la santé de l'hôte. Si nous trouvons qu'il s'agit d'une réaction bénéfique, des stratégies thérapeutiques peuvent être développées pour encourager la production de ces acides biliaires dans le tractus gastro-intestinal», explique Jason Ridlon, professeur au Département des sciences animales de l'Université de l'Illinois et auteur correspondant d'un nouvel article dans Gut Microbes.

Les microbes produisent des enzymes qui inversent l'orientation de trois groupes hydroxyle sur des molécules d'acide biliaire. Les inverser dans différentes configurations réorganise les molécules d'acide sous des formes qui peuvent être dangereuses ou bénéfiques. Ridlon et d'autres scientifiques avaient déjà identifié les gènes de deux de ces enzymes, mais l'un était encore inconnu.

Pour trouver le gène manquant, Ridlon et ses collaborateurs ont regardé en arrière. Des recherches antérieures associent le retournement d'un groupe hydroxyle spécifique - un attaché à un emplacement sur la molécule d'acide connue sous le nom de carbone 12 (ou en C12) - avec un microbe appelé Clostridium paraputrificum.

«Nous savions d'après la littérature publiée il y a quelques décennies dans quelle espèce cette fonction était rapportée. Nous l'avons confirmée dans une souche de Clostridium paraputrificum que nous avons dans notre collection de cultures. Cette fonction est connue pour être catalysée par certaines enzymes connues sous le nom de réductases», a dit Ridlon.

«En utilisant la séquence génomique de Clostridium paraputrificum, nous avons identifié toutes les réductases candidates, modifié les gènes dans E. coli et déterminé quelle réductase était capable d'inverser le groupe polaire sur les acides biliaires», ajoute-t-il.

L'équipe de recherche a ensuite recherché des séquences similaires dans le microbiome humain.

«Nous avons pu identifier le gène dans de nombreuses espèces bactériennes qui étaient auparavant inconnues pour avoir cette fonction de métabolisation de l'acide biliaire. Ceci est utile pour les chercheurs en microbiome humain, car le domaine est en train de tenter de relier la fonction à la maladie. Maintenant, nous connaissons les séquences ADN précises qui codent pour une enzyme qui retourne le carbone 12 des acides biliaires», explique Ridlon.

Les chercheurs n'ont pas encore déterminé si l'inversion du groupe hydroxyle en carbone 12 est une bonne ou une mauvaise chose. Dans la catégorie «bonne», le retournement (flip) peut jouer un rôle dans la détoxification des acides biliaires dangereux tels que l'acide désoxycholique (DCA) et l'acide lithocholique (LCA), des produits chimiques connus pour endommager l'ADN et provoquer des cancers du côlon, du foie et de l'œsophage. Mais Ridlon note que le cadrage «bon contre mauvais» simplifie à l'excès la réalité.

«Bien que nous ayons tendance à penser que le DCA et le LCA sont «mauvais», le contexte est très important. L'infection par Clostridium difficile semble être corrélée à de faibles niveaux de DCA et de LCV, par exemple, de sorte que ces acides biliaires semblent protecteurs en empêchant des colonisateurs indésirables. Cependant, les niveaux élevés chroniques de DCA et de LCA dus au mode de vie occidental sont «mauvais», c'est donc un exercice d'équilibre», dit-il. «Un objectif majeur de cette recherche est d'essayer d'établir et de maintenir une 'zone habitable' d'acides biliaires - ni trop, ni trop peu.»

Bien qu'il y ait encore plus à apprendre, Ridlon dit que l'identification et la caractérisation de ces nouveaux gènes microbiens responsables de la conversion de l'acide biliaire est un pas en avant majeur pour la santé intestinale.