Publiée en ligne dans la revue Science le 25 juillet, l’étude montre que les souris en bonne santé ont beaucoup de Clostridia — une classe de 20 à 30 bactéries — mais celles dont le système immunitaire est déficient perdent ces microbes de leur intestin en vieillissant. Même avec un régime alimentaire sain, les souris deviennent inévitablement obèses. Redonner cette classe de microbes à ces animaux leur a permis de rester minces.
June Round, docteur en médecine, professeur associé de pathologie à l’U of U Health, est le coauteur principal de l’étude avec le professeur assistant de recherche de l’U of U Health, W. Zac Stephens, docteur en médecine. Charisse Petersen, docteur en médecine, un étudiant diplômé à l’époque, a dirigé la recherche.
« Maintenant que nous avons trouvé les bactéries minimales responsables de cet effet minceur, nous avons le potentiel pour vraiment comprendre ce que les organismes font et s’ils ont une valeur thérapeutique », dit Round.
Les résultats de cette étude pointent déjà dans cette direction. Petersen et ses collègues ont découvert que Clostridia empêche la prise de poids en bloquant la capacité de l’intestin à absorber les graisses. Les souris traitées expérimentalement pour que Clostridia soit la seule bactérie vivant dans leur intestin étaient plus maigres et moins grasses que les souris qui n’avaient pas de microbiome du tout. Elles présentaient également des niveaux plus faibles d’un gène, le CD36, qui régule l’absorption des acides gras par l’organisme.
Ces connaissances pourraient conduire à une approche thérapeutique, selon Round, présentant des avantages par rapport aux transplantations fécales et aux probiotiques qui sont actuellement largement étudiés comme moyens de restaurer un microbiote sain. De telles thérapies, qui reposent sur le transfert d’un microbiome vivant dans l’intestin, ne fonctionneront pas pour tout le monde en raison des différences de régime alimentaire et d’autres facteurs qui influencent les bactéries qui peuvent survivre et se développer.
L’étude actuelle a révélé qu’une ou plusieurs molécules produites par Clostridia empêchaient l’intestin d’absorber les graisses. La prochaine étape consiste à isoler ces molécules et à caractériser davantage leur fonctionnement afin de déterminer si elles pourraient inspirer des traitements ciblés contre l’obésité, le diabète de type 2 et d’autres troubles métaboliques connexes.
« Ces bactéries ont évolué pour vivre avec nous et nous profiter », déclare Petersen. « Nous avons beaucoup à apprendre d’elles. »
Une bonne défense est la meilleure attaque
Découvrir que les souris dont le système immunitaire était compromis ne pouvaient pas s’empêcher de devenir obèses était une découverte qui a failli ne pas avoir lieu. La sérendipité a amené Petersen au laboratoire au bon moment pour constater que des souris génétiquement modifiées pour ne pas avoir de myd88, un gène central dans la réponse immunitaire, étaient « grosses comme des crêpes ». Elle avait laissé les rongeurs vieillir plus longtemps que d’habitude, révélant un lien méconnu entre l’immunité et l’obésité.
Cependant, l’observation ne répondait pas à la question de savoir pourquoi les animaux devenaient en surpoids.
Sur la base de recherches antérieures qu’elle avait menées dans le laboratoire Round, elle soupçonnait que le microbiome était impliqué. Elle avait contribué à démontrer que l’un des rôles du système immunitaire était de maintenir l’équilibre entre les diverses bactéries de l’intestin. L’altération des défenses de l’organisme peut amener certaines espèces bactériennes à dominer les autres. Parfois, ce changement a un impact négatif sur la santé.
Suivant une logique similaire, Petersen et ses collègues ont déterminé que l’obésité observée chez les souris immunodéprimées provenait de l’incapacité du système de défense de l’organisme à reconnaître correctement les bactéries. Ces souris produisaient moins d’anticorps qui s’accrochent normalement au microbiome comme des missiles à la recherche d’une cible. Ce changement a rendu l’intestin moins hospitalier pour les Clostridia, ce qui a entraîné une plus grande absorption des graisses et une prise de poids excessive. Au fil du temps, les souris ont également développé des signes de diabète de type 2.
Round souligne que des recherches menées par d’autres ont montré que les personnes obèses manquent également de Clostridia, reflétant la situation de ces souris. Certains éléments indiquent également que les personnes obèses ou atteintes de diabète de type 2 pourraient avoir une réponse immunitaire sous-optimale. L’espoir est que la compréhension de ces liens fournira de nouvelles perspectives pour prévenir et traiter ces problèmes de santé omniprésents.
« Nous sommes tombés sur un aspect relativement inexploré du diabète de type 2 et de l’obésité », dit Round. « Ce travail ouvrira de nouvelles investigations sur la façon dont la réponse immunitaire régule le microbiome et les maladies métaboliques. »
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