Les chercheurs découvrent une voie induite par les microbes intestinaux impliquant le pantothénate et le GLP-1 qui pourrait révolutionner la gestion de la consommation de sucre et les stratégies de santé métabolique.
Étude : Le récepteur 4 des acides gras libres module la préférence alimentaire en matière de sucre via le microbiote intestinal. Crédit d'image : ya_create/Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Microbiologie naturelledes chercheurs chinois ont étudié le rôle du récepteur 4 des acides gras libres (Ffar4) dans la régulation des préférences alimentaires en matière de sucre. La recherche a découvert un lien entre l’expression intestinale de Ffar4, le microbiote intestinal et le comportement de consommation de sucre. Les résultats suggèrent également des stratégies potentielles pour gérer la consommation de sucre et les troubles métaboliques associés en explorant les métabolites dérivés de l'intestin.
Sommaire
Arrière-plan
Il a été démontré qu’une consommation excessive de sucre contribue de manière significative aux problèmes de santé mondiaux, notamment l’obésité et le diabète de type 2. Des études indiquent qu’une préférence pour les aliments riches en sucre résulte d’interactions complexes entre la perception des saveurs et les signaux physiologiques. Le microbiote intestinal est également connu pour influencer le métabolisme et les comportements alimentaires de l’hôte via la production de métabolites, ce qui indique que l’axe intestin-cerveau et la signalisation hormonale foie-cerveau sont des voies essentielles dans la régulation des préférences nutritionnelles.
La recherche montre que les altérations de la composition microbienne intestinale sont associées à des changements dans l’absorption des nutriments et la prise alimentaire. Les récepteurs d'acides gras libres, en particulier Ffar4, sont impliqués dans la régulation des préférences alimentaires en raison de leur rôle dans la réponse aux graisses alimentaires. Cependant, les mécanismes liant Ffar4 à la préférence pour le sucre restent mal compris. L’identification de ces mécanismes est cruciale pour développer des interventions visant à lutter contre la surconsommation de sucre et les troubles métaboliques associés.
À propos de l'étude
La présente étude a examiné la relation entre le Ffar4 intestinal, le microbiome intestinal et la préférence pour le sucre alimentaire grâce à une série d'approches intégrées dans des modèles humains et murins. Les chercheurs ont d’abord analysé l’expression intestinale et systémique de Ffar4 chez des patients diabétiques et plusieurs modèles de souris diabétiques pour établir des corrélations entre les niveaux de Ffar4 et la préférence en matière de sucre. Trois modèles de souris diabétiques distincts, dont un atteint de diabète auto-immun (NOD−/−), ont été utilisés pour garantir la robustesse.
Ils ont ensuite généré des souris knock-out systémiques et des modèles murins knock-out spécifiques aux tissus, y compris des knock-outs spécifiques aux cellules épithéliales intestinales, pour déterminer le rôle fonctionnel de Ffar4. À l’inverse, des modèles de surexpression ont également été créés à l’aide d’approches transgéniques spécifiques à l’intestin.
De plus, des tests comportementaux, notamment des tests de choix de deux bouteilles, ont été menés pour évaluer les préférences en matière de sucres naturels tels que le saccharose, le glucose, la dextrine et les édulcorants artificiels, permettant aux chercheurs de faire la distinction entre la régulation métabolique et sensorielle des préférences en matière de sucre.
Les chercheurs ont utilisé le séquençage de l’acide ribonucléique ribosomal (ARNr) 16S pour l’analyse du microbiome intestinal afin d’identifier les changements dans la composition microbienne liés à l’expression intestinale de Ffar4. L'étude s'est concentrée sur Bacteroides vulgatusune bactérie intestinale clé, et a utilisé à la fois la transplantation de microbiote fécal (FMT) et des expériences de cohabitation pour confirmer son rôle dans la modulation de la préférence pour le sucre.
Un profilage métabolomique à haut débit a été réalisé pour identifier les métabolites différentiels produits par B. vulgatus. De plus, le pantothénate, un métabolite fortement corrélé à la préférence pour le sucre, a été étudié plus en détail à l'aide d'expériences de supplémentation. Ses effets sur la sécrétion d’hormones intestinales, en particulier le peptide 1 de type glucagon (GLP-1), ont également été évalués in vivo et in vitro à l’aide de lignées cellulaires entéroendocrines.
Enfin, l’étude a évalué les effets en aval du GLP-1 sur la production du facteur de croissance hépatique 21 des fibroblastes (FGF21), un régulateur majeur de Ffar4. Des modèles de protéines recombinantes et d'inactivation de gènes pour le FGF21 ont également été utilisés pour vérifier son rôle dans la régulation de la préférence en matière de sucre.
Principales conclusions
Les chercheurs ont observé que l’expression réduite de Ffar4 chez les patients diabétiques et les modèles murins était en corrélation avec une préférence accrue pour le sucre alimentaire. Cette relation a été en outre validée chez des souris knock-out Ffar4 systémiques et spécifiques à l'intestin, qui présentaient une préférence accrue pour le sucre. À l’inverse, les souris présentant une surexpression intestinale de Ffar4 présentaient une préférence réduite pour le sucre, ce qui confirmait le rôle régulateur du récepteur.
De plus, l’analyse du microbiome intestinal a montré des changements significatifs dans la composition bactérienne associés à l’expression intestinale de Ffar4. En particulier, l'abondance de B. vulgatus était réduit chez les souris déficientes en Ffar4 mais élevé chez celles présentant une surexpression. Les expériences FMT et co-habitat ont démontré que la restauration B. vulgatus chez les souris knock-out, la préférence pour le sucre a été réduite.
Pantothénate, identifié grâce au profilage métabolomique comme un métabolite clé de B. vulgatusest devenu un médiateur dans la régulation des préférences en matière de sucre. Les chercheurs ont découvert que la supplémentation en pantothénate réduisait la préférence pour le sucre et la glycémie à jeun chez les souris knock-out Ffar4 et diabétiques. D'autres études ont révélé que le pantothénate favorise la sécrétion de GLP-1, une hormone intestinale connue pour influencer le comportement alimentaire.
De plus, l’augmentation des niveaux de GLP-1 a stimulé la production hépatique de FGF21, une hormone essentielle pour réduire la préférence pour le sucre et améliorer la régulation du glucose. L'administration de GLP-1 a également réduit la préférence pour le sucre chez les souris déficientes en Ffar4, tandis que les souris knock-out pour FGF21 ont présenté une perte de modulation de la préférence pour le sucre. De plus, le FGF21 recombinant a inversé les effets de la suppression de Ffar4 sur la préférence pour le sucre.
Ces résultats ont établi une voie mécanistique impliquant Ffar4, B. vulgatuspantothénate, GLP-1 et FGF21, qui régulent collectivement la préférence alimentaire en matière de sucre. Cette voie met également en évidence l’interaction entre le microbiote intestinal et le métabolisme de l’hôte, offrant ainsi des cibles thérapeutiques potentielles pour gérer la consommation de sucre et les troubles métaboliques associés.
Conclusions
Dans l’ensemble, l’étude a démontré que l’expression intestinale de Ffar4 régule la préférence alimentaire en matière de sucre en modulant le microbiote et les métabolites intestinaux. Le pantothénate métabolite dérivé du microbe intestinal B. vulgatus s'est avéré être un médiateur clé du processus, influençant la sécrétion de GLP-1 et de FGF21 afin de réduire la consommation de sucre.
Ces résultats ont fourni de nouvelles informations sur le contrôle métabolique du comportement alimentaire et ont suggéré des cibles thérapeutiques potentielles pour la gestion des troubles métaboliques liés au sucre.
