Les chercheurs ont développé un aliment thérapeutique qui favorise les microbes intestinaux bénéfiques.
Dans une étude récente publiée dans Sciencedes chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Washington ont étudié le rôle du microbiote intestinal dans l'amélioration de la croissance des enfants souffrant de malnutrition au Bangladesh.
Ils ont découvert qu’une enzyme spécifique – une amide hydrolase d’acide gras (FAAH) – de Faecalibacterium prausnitzii influence de manière significative les voies de la fonction immunitaire grâce à son rôle dans l’hydrolyse et la synthèse des biomolécules nécessaires à la croissance.
Sommaire
Arrière-plan
La recherche sur les microbiomes intestinaux indique que les communautés microbiennes peuvent produire et modifier des molécules de signalisation de l'hôte qui influencent un large éventail de fonctions biologiques telles que le métabolisme, l'activité cérébrale et l'immunité. Cette interaction entre le microbiome intestinal et l’hôte est particulièrement importante au cours des premières années de croissance.
Des études récentes réalisées auprès d’enfants bangladais ont montré que la dénutrition a un effet perturbateur sur le microbiome intestinal, conduisant à une communauté immature du microbiome intestinal associée à une faible croissance globale. Cela a conduit au développement d’un aliment complémentaire spécial axé sur le microbiote, appelé MDCF-2, conçu pour renforcer les bactéries intestinales bénéfiques chez les enfants souffrant de malnutrition.
Les essais cliniques sur le MDCF-2 ont révélé des améliorations significatives de la prise de poids, des marqueurs de la santé intestinale et une augmentation de la taille chez les enfants malnutris. En outre, ces essais ont également révélé que le régime MDCF-2 augmentait l'abondance de F. prausnitziiqui contenait l’enzyme FAAH qui régulait la santé et la croissance.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré plus en détail le rôle de l'enzyme FAAH de F. prausnitzii comprendre comment le régime MDCF-2 a amélioré l'activité bactérienne spécifique et augmenté la production de molécules bioactives bénéfiques pour la croissance des enfants.
Les chercheurs ont utilisé plusieurs méthodes expérimentales pour étudier les activités enzymatiques du FAAH à partir du F. prausnitzii souche Bg7063, en se concentrant sur le rôle de l'enzyme dans la dégradation de composés d'acides gras spécifiques appelés N-acyléthanolamides.
Des modèles murins ont été utilisés pour des expériences de colonisation utilisant une communauté bactérienne de 13 ou 14 membres, cette dernière contenant le F. prausnitzii Souche Bg7063. Les niveaux de deux N-acyléthanolamides, l'oléoyléthanolamide (OEA) et le palmitoyléthanolamide (PEA), dans le contenu caecal des souris ont été mesurés par spectrométrie de masse.
De plus, les cultures Bg7063 ont été complétées par du PEA marqué par un isotope pour retracer sa dégradation et confirmer son utilisation. Divers inhibiteurs de FAAH de mammifères ont également été appliqués pour déterminer si ces inhibiteurs empêchaient le fonctionnement de la FAAH bactérienne.
Des méthodes de chromatographie par échange d'ions ont également été utilisées pour identifier la protéine impliquée dans la dégradation des N-acyléthanolamides. De plus, des tests enzymatiques impliquant différents composés d’amines et d’acides gras ont été utilisés pour tester la préférence de substrat du FAAH. Les différences structurelles entre les FAAH mammifères et bactériennes ont également été explorées.
En outre, étant donné que plusieurs N-acylamides dérivés de bactéries intestinales sont connus pour moduler l'activité des récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) et des récepteurs d'hormones nucléaires (NHR) des mammifères, les chercheurs ont examiné si les N-acylamides dérivés de la conversion de l'OEA pourraient avoir implications pharmacologiques à travers des processus médiés par les GPCR. Par conséquent, les chercheurs ont mené une série de tests pour tester comment divers amides d’acides gras, tels que les GPCR et les NHR, agissaient.
L'étude comprenait également in vivo tests chez la souris pour étudier les effets biologiques de divers amides d’acides gras. En outre, pour explorer l’impact sur l’expression des gènes dans l’intestin, les chercheurs ont procédé au séquençage de l’acide ribonucléique (ARN) du foie et de diverses parties des intestins. Une analyse d'enrichissement de l'ensemble de gènes a été réalisée pour analyser l'expression différentielle des gènes.
Enfin, des échantillons fécaux provenant d'enfants bangladais malnutris qui subissaient une intervention diététique impliquant du MDCF-2 ont été analysés pour confirmer le rôle du FAAH dans F. prausnitzii dans la régulation des niveaux de N-acylamide et la régulation de la croissance.
Résultats
L'étude a révélé qu'une intervention alimentaire MDCF-2 pourrait influencer la composition chimique de l'intestin en modulant l'activité du FAAH de F. prausnitziice qui a eu un impact sur les niveaux de N-acylamides dans l'intestin. Les résultats ont indiqué que l’enzyme FAAH était capable d’une double activité où elle pouvait hydrolyser et synthétiser divers N-acylamides.
De plus, contrairement au FAAH humain, le FAAH de F. prausnitzii opérait sur un large éventail de substrats et manquait de sensibilité aux inhibiteurs courants de l’activité enzymatique, ce qui en faisait un modulateur important des molécules de signalisation intestinale.
Des analyses détaillées de l'étude ont montré que la FAAH de F. prausnitzii pourrait modifier les niveaux d'amides bioactifs tels que l'OEA, affectant le métabolisme des graisses et la satiété via les voies de signalisation des récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes.
Dans les essais cliniques, les enfants soumis à l'intervention diététique à base de MDCF-2 ont montré des niveaux plus faibles d'OEA dans les échantillons fécaux et une croissance améliorée. Cette réduction de l’OEA est potentiellement modulée à travers le FAAH à partir de F. prausnitziisoulignant le lien entre l'activité microbienne intestinale et la régulation de l'appétit de l'hôte. En outre, le traitement des molécules neuroactives et immunomodulatrices par la FAAH a indiqué qu’il pourrait influencer les réponses immunitaires et l’humeur.
Conclusions
Dans l'ensemble, les résultats ont mis en évidence l'utilisation potentielle du FAAH à partir de F. prausnitzii pour la thérapie basée sur le microbiome et la régulation des métabolites intestinaux qui ont un impact sur l'appétit, l'immunité, l'inflammation et l'humeur. Ces résultats marquent une étape importante pour ouvrir la voie à de futures interventions microbiennes.
