Dans une étude récente publiée dans Médecine naturelleune équipe de scientifiques a examiné plus de 8 000 séquences métagénomiques d’individus atteints de prédiabète, de diabète de type 2 et d’état glycémique normal pour déterminer comment les caractéristiques et fonctions microbiennes spécifiques aux sous-espèces et aux souches contribuent aux mécanismes pathologiques du diabète de type 2.
Étude : Signatures microbiennes intestinales spécifiques à une souche dans le diabète de type 2 identifiées dans une analyse croisée de 8 117 métagénomesCrédit photo : SewCreamStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Le diabète de type 2 est un problème de santé mondial en croissance rapide qui touche plus de 500 millions de personnes dans le monde. La masse et la fonction des cellules β pancréatiques chez les patients diabétiques de type 2 diminuent avec le temps, la résistance à l'insuline s'accompagnant souvent d'une inflammation systémique de bas grade.
Les preuves suggèrent que le microbiome intestinal joue un rôle essentiel dans le métabolisme et la santé humaine et interagit souvent avec des facteurs génétiques et l'environnement. Des études ont également identifié diverses signatures microbiennes intestinales associées au diabète de type 2.
Cependant, bon nombre de ces études ont été menées auprès de petites populations ou ne tenaient pas compte des facteurs de confusion ou des facteurs de risque tels que l'adiposité ou l'utilisation du médicament metformine.
Des données standardisées provenant d’une large population sont nécessaires pour comprendre le rôle de la fonction du microbiome intestinal, spécifique aux sous-espèces et souches et au niveau moléculaire, dans la pathologie du diabète de type 2.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné les données métagénomiques obtenues auprès de 10 cohortes d'individus originaires d'Europe, des États-Unis et de Chine présentant un statut glycémique normal, un prédiabète ou un diabète de type 2 afin de déchiffrer la fonction spécifique à la souche et les caractéristiques moléculaires du microbiote intestinal. qui contribuent mécaniquement à la pathologie du diabète de type 2.
Alors que des études antérieures ont identifié des espèces microbiennes intestinales spécifiques et des communautés microbiennes qui augmentent les facteurs de risque métabolique du diabète de type 2, elles n'ont pas pris en compte le fait que les mécanismes pathogènes d'un microbe sont spécifiques à la souche. Par exemple, la souche K12 de Escherichia coli est inoffensive, tandis que la souche O157:H7 est pathogène.
Les chercheurs ont obtenu plus de 8 000 données métagénomiques à partir de six ensembles de données publiés et de quatre ensembles de données nouvellement générés couvrant dix cohortes d’individus présentant un statut glycémique variable.
Les données phénotypiques des cohortes et les séquences métagénomiques ont d'abord été traitées à des fins de standardisation, et la population finale de l'étude était composée de 1 851 patients diabétiques de type 2, 2 770 personnes atteintes de prédiabète et 2 277 participants ayant un statut glycémique normal.
Les critères diagnostiques de l'American Diabetes Association, qui comprennent le test oral de tolérance au glucose, les taux de glucose plasmatique à jeun, l'utilisation de médicaments et les facteurs de risque tels que l'indice de masse corporelle, ainsi que les tests de laboratoire pour les facteurs inflammatoires et métaboliques, ont été utilisés pour harmoniser l'ensemble de données.
L’association entre le statut du diabète de type 2 et la configuration globale du microbiome intestinal a été évaluée en premier. Ensuite, des modèles de régression ont été utilisés pour identifier les signatures au niveau des espèces et les différences dans la répartition des caractéristiques microbiennes entre les groupes en fonction du statut glycémique.
Les chercheurs ont également mené des méta-analyses spécifiques à une cohorte pour étudier l’association entre la fonction microbienne au niveau communautaire, telle que les enzymes et les voies biochimiques, et le diabète de type 2.
De plus, des analyses de sensibilité ont également été menées pour garantir que les signatures microbiennes identifiées comme étant associées au diabète de type 2 n'étaient pas partiellement influencées par des comorbidités.
Résultats
L’étude a révélé 19 espèces phylogénétiquement distinctes en dysbiose chez des patients atteints de diabète de type 2. Le microbiome intestinal des patients atteints de diabète de type 2 présente une abondance plus élevée de Clostridium bolteae et plus bas Butyrivibrio crossotus abondance.
De plus, les changements fonctionnels survenus au niveau de la communauté microbienne en raison de cette dysbiose étaient liés à des perturbations du métabolisme du glucose et à la pathologie du diabète de type 2.
D'autres voies associées au diabète de type 2 qui étaient liées à des changements fonctionnels au niveau de la communauté microbienne comprenaient une diminution de la fermentation du butyrate et une synthèse accrue de composants structurels bactériens immunogènes.
Lorsque les analyses ont été résolues pour des souches bactériennes spécifiques, l’étude a également révélé que les associations entre la pathologie du diabète de type 2 et le microbiome intestinal montraient une hétérogénéité au sein des espèces.
Les fonctions spécifiques à la souche telles que le transfert horizontal de gènes, la biosynthèse d'acides aminés à chaîne ramifiée et celles liées à l'inflammation et au stress oxydatif ont contribué de manière significative à l'hétérogénéité.
Les variations du risque de diabète de type 2 entre les individus se sont également révélées liées à la diversité intra-spécifique de 27 espèces microbiennes intestinales, notamment Eubactérie rectalequi a montré une spécificité de souche au niveau de la population.
Conclusions
Dans l’ensemble, l’étude a révélé que la dysbiose du microbiome intestinal joue un rôle fonctionnel dans la pathogenèse du diabète de type 2, avec une implication directe dans des mécanismes tels que le métabolisme du glucose et la fermentation du butyrate.
En outre, les résultats ont rapporté des fonctions spécifiques à la souche associées de manière hétérogène à la pathologie du diabète de type 2, fournissant ainsi de nouvelles informations sur les mécanismes par lesquels le microbiome intestinal est associé au diabète de type 2.
