Des chercheurs découvrent des microbes qui influencent la façon dont l’intestin utilise ses gènes

Le microbiote gastro-intestinal joue un rôle dans la physiologie, le métabolisme et la nutrition de l’hôte. Une altération de la communauté microbienne intestinale est liée à un certain nombre d’affections intestinales, notamment le cancer, l’obésité et divers troubles intestinaux. Des chercheurs de l’Université Duke rapportent que leur nouvelle étude chez la souris démontre que les microbes sont capables d’influencer les gènes de l’intestin qui sont mis en action. Leurs découvertes ouvrent une porte sur la compréhension des microbes et pourraient conduire à de nouvelles thérapies pour les maladies gastro-intestinales et apparentées.

Les résultats sont publiés dans la revue Gastro-entérologie cellulaire et moléculaire et hépatologie dans un article intitulé “Intégration transcriptionnelle de signaux microbiens et nutritionnels distincts par l’épithélium de l’intestin grêle”.

“L’intestin interprète et s’adapte constamment à des combinaisons complexes de stimuli alimentaires et microbiens”, ont écrit les chercheurs. Cependant, les stratégies de transcription par lesquelles l’épithélium intestinal intègre ces sources d’information coïncidentes restent non résolues. Nous avons récemment découvert que la colonisation du microbiote supprime l’activité épithéliale des facteurs de transcription des récepteurs nucléaires HNF4, mais leur régulation intégrative était inconnue. »

“L’intestin est une interface fascinante entre un animal et le monde dans lequel il vit, et il reçoit des informations à la fois du régime alimentaire et des microbes qu’il abrite”, a déclaré John Rawls, PhD, professeur de génomique moléculaire et de microbiologie à Duke et directeur de le Duke Microbiome Center.

Les chercheurs ont d’abord comparé des souris élevées sans aucun microbe intestinal et celles ayant un microbiome intestinal normal. Les chercheurs se sont concentrés sur la diaphonie entre la transcription de l’ARN – l’ADN étant copié sur l’ARN – et les protéines qui activent ou désactivent ce processus de copie dans l’intestin grêle, où se produit la majeure partie de l’absorption des graisses et d’autres nutriments.

Alors que les souris sans germes et normales étaient capables de métaboliser les acides gras dans un régime riche en graisses, les chercheurs ont observé que les animaux sans germes utilisaient un ensemble de gènes très différent pour faire face à un repas riche en graisses.

“Nous avons été surpris de constater que le manuel génétique utilisé par l’épithélium intestinal pour répondre aux graisses alimentaires est différent selon la présence ou non de microbes”, a déclaré Rawls.

“C’est une découverte relativement cohérente dans plusieurs études, de notre laboratoire et d’autres, que les microbes favorisent en fait l’absorption des lipides”, a expliqué Colin Lickwar, PhD, associé de recherche principal dans le laboratoire de Rawls et premier auteur de l’article. “Et cela, à un certain niveau, a également un impact sur les processus systémiques comme la prise de poids.”

Les souris sans germes ont vu une augmentation de l’activité des gènes impliqués dans l’oxydation des acides gras, littéralement la combustion des acides gras, pour fournir du carburant aux cellules de l’intestin.

“En règle générale, nous pensons que l’intestin fait juste son travail en absorbant les nutriments alimentaires à travers l’épithélium pour les partager avec le reste du corps, mais l’intestin doit aussi manger”, a expliqué Rawls. “Donc, ce que nous pensons qu’il se passe chez les animaux sans germes, c’est que l’intestin consomme plus de graisse qu’il ne le ferait si les microbes étaient là.”

“Il existe un tas d’articles récents montrant qu’il existe une capacité substantielle à modifier l’architecture plus large de l’intestin ainsi que dans les programmes génétiques individuels”, a déclaré Lickwar. « Il y a une quantité remarquable de plasticité dans l’intestin. Nous ne le comprenons en grande partie pas, mais une partie est élucidée par cet article. »

Les chercheurs se sont concentrés sur un facteur de transcription appelé HNF4-Alpha, qui est connu pour réguler les gènes impliqués dans le métabolisme des lipides et les gènes qui répondent aux microbes.

Les chercheurs ont découvert que HNF4-Alpha est important pour intégrer simultanément plusieurs signaux dans l’intestin.

“Pour chaque façon dont les animaux sans germes semblent inhabituels, cela nous apprend quelque chose sur l’impact important du microbiome sur ce que nous considérons comme la biologie animale” normale “”, a conclu Rawls.

“Cela identifie les mécanismes transcriptionnels potentiels pour l’adaptation intestinale à plusieurs signaux et comment le microbiote peut moduler l’absorption des lipides intestinaux, le renouvellement des cellules épithéliales et l’équilibre énergétique systémique”, ont noté les chercheurs.

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