Dans une étude récente publiée dans Communications naturellesles chercheurs ont évalué l’impact de deux régimes sur le microbiote intestinal et oral, les cytokines et les métabolites de 200 individus pré-diabétiques.
Le prédiabète, caractérisé par une glycémie élevée mais inférieure au seuil du diabète, constitue un déterminant de risque majeur pour le diabète sucré de type 2 et les maladies rénales et cardiovasculaires.
Une alimentation inadéquate, une consommation accrue de viande transformée, de glucides de mauvaise qualité, de boissons sucrées et une consommation moindre d’aliments d’origine végétale peuvent entraîner une insuffisance en insuline et des lésions des cellules β pancréatiques.
Le microbiote intestinal assure le médiation de cette relation, tirant de l’énergie des aliments non digestibles et générant des cytokines et des métabolites. Le microbiote buccal est lié à l’hyperglycémie due à une inflammation parodontale chronique.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué les effets de régimes post-prandiaux personnalisés ciblant le glucose (PPT) par rapport au régime méditerranéen standard (MED) sur l’intestin et le microbiote oral ainsi que sur les cytokines et métabolites sérologiques chez les individus atteints de pré-diabète.
Au total, 225 personnes ont été recrutées pour l’étude, dont 113 et 112 réparties au hasard dans les groupes PPT et MED, respectivement. Cependant, la recherche a porté sur 200 individus, 100 des deux groupes. Les individus ont été observés pendant six mois pendant la phase d’intervention et pendant deux périodes de suivi de 14 jours.
Des mesures anthropométriques, un dispositif de surveillance continue du glucose (CGM), des enregistrements numériques de consommation alimentaire auto-documentés à l’aide d’un téléphone portable et la collecte d’échantillons de sang, de matières fécales et de plaque sous-gingivale pour un séquençage à lecture courte ont été utilisés pour collecter des données.
L’intervention diététique PPT a utilisé des algorithmes basés sur l’apprentissage automatique (ML) évaluant le contenu nutritionnel des repas, les données anthropométriques, les tests sanguins, le mode de vie et les variables du microbiote intestinal pour estimer la réponse glycémique postprandiale d’un individu. Le régime méditerranéen préconisé dans les recommandations nationales comme soin standard pour les personnes atteintes de pré-diabète, a servi de contrôle.
Les céréales, le pain de blé, les légumes, les fruits, les légumineuses, le poisson, l’huile d’olive, les produits laitiers faibles en calories et les produits à base de volaille ont été recommandés aux participants à l’intervention MED, tandis que les pâtisseries, les sucreries, la viande transformée, les aliments frits et gras, les produits laitiers riches en calories, et les produits de boulangerie étaient découragés.
Les chercheurs ont évalué l’impact de chaque régime sur 336 espèces microbiennes orales et 605 intestinales, 311 voies microbiennes orales et 380 intestinales, 1 095 métabolites sérologiques et 76 caractéristiques de cytokines dans des échantillons prélevés avant et après l’intervention.
Les chercheurs ont également évalué si les fonctions microbiennes étaient modifiées de manière significative en réponse aux changements alimentaires en calculant l’abondance relative de la voie au départ et en la comparant indépendamment à la fin de l’intervention pour chaque régime. L’indice de diversité alpha de Shannon a été utilisé pour analyser les changements dans la diversité microbienne. Les concentrations de métabolites dans le sérum ont été déterminées par chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC-MS).
Le test d’extension de proximité (PEA) quantitatif par réaction en chaîne par polymérase (qPCR) a été utilisé pour mesurer les niveaux de cytokines. Une analyse de médiation a été réalisée pour déterminer si le microbiote influençait l’effet des changements alimentaires sur les mesures glycémiques, métaboliques et immunologiques.
Les chercheurs ont également examiné si les espèces microbiennes influençaient l’impact du régime alimentaire sur les métabolites sanguins. Enfin, ils ont étudié si les effets des aliments sur les cytokines étaient médiés par des espèces microbiennes.
Résultats
Les résultats indiquent que le microbiome joue un rôle important dans les effets du régime alimentaire sur les mesures glycémiques, métaboliques et immunitaires. Le changement dans la composition du microbiote intestinal représentait 12 % de la variance des métabolites sériques.
Les participants du groupe PPT ont montré une augmentation statistiquement significative de leur consommation de lipides alimentaires de 14,8 % et une diminution de leur apport en glucides de 17,8 %, tandis que les participants du groupe MED ont réduit de manière significative leur consommation de lipides de 4,5 % et ont augmenté leur apport en glucides de 2,1 %.
Les deux interventions ont conduit à une augmentation significative de l’apport en protéines, l’intervention PPT provoquant une altération plus importante que l’intervention méditerranéenne des composants en macronutriments.
L’intervention PPT a eu des effets prononcés sur la régulation glycémique, comme en témoignent les valeurs d’hémoglobine glyquée et les taux de glucose dans le sang. Cependant, les résultats du test oral de tolérance au glucose (OGTT) ont montré des différences non significatives entre les régimes.
Sept voies intestinales ont changé uniquement dans le régime PPT, y compris une augmentation significative de la dégradation des polysaccharides β-(1,4)-mannane, de la dégradation du D-fractionate et du β-D-glucuronoside, de la gluconéogenèse, du métabolisme énergétique anaérobie, de la réduction des nitrates et de la biosynthèse de la putrescine. .
Dans le groupe d’intervention MED, 27 métabolites ont augmenté de manière significative, dont 10 produits biochimiques non caractérisés, sept lipides et six acides aminés, ainsi qu’un xénobiotique (acide 3-bromo-5-chloro-2,6-dihydroxybenzoïque), un peptide (HWESASXX), nucléotide (dihydroorotate) et bilirubine.
Parmi les participants au régime PPT, une cytokine, le facteur de cellules souches (SCF), a augmenté de manière significative. Parmi les participants au régime MED, les cytokines Sirtuin 2 (SIRT2) et Axin 1 (AXIN1) ont augmenté de manière significative.
Parmi les participants du groupe PPT, il y avait également une élévation significative du ligand de chimiokine 1 du motif CX-C3 (CX3CL1) et du ligand de chimiokine 11 du motif CC (CCL11), positivement associés au diabète, et du facteur de nécrose tumorale (TNF) induisant l’apoptose. ligand (TRAIL) qui protège contre la maladie par modulation immunologique. De plus, parmi les participants au régime MED, une élévation statistiquement significative de la protéine de liaison STAM (STAMBP) et de la sulfotransférase 1A1 (ST1A1) a été observée.
Les individus du groupe PPT ont montré des augmentations statistiquement significatives de la richesse du microbiote intestinal (11 espèces), de la diversité (0,3) et de l’excrétion cellulaire humaine (-0,1 % de lectures dans un échantillon de microbiote). L’intervention MED a conduit à des augmentations significatives Clostridiacées et Ruminococcacées abondance et une réduction statistiquement significative de celle de la Eubactériacées espèces.
Le microbiote oral était génétiquement plus dynamique que le microbiote intestinal, les espèces les plus remplacées étant Leptotrichia buccale, Fusobactérie nucléatumet Actinomyces naeslundii.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence l’importance du microbiome pour influencer les effets du régime alimentaire sur les mesures glycémiques, métaboliques et immunitaires, en particulier concernant le diabète.
