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Une étude révèle des bactéries intestinales uniques chez les personnes âgées de Singapour, révélant comment le microbiome pourrait détenir la clé d'un vieillissement plus sain
Dans une étude récente publiée dans Nature CommunicationsDes chercheurs ont étudié la fonction du microbiome intestinal au cours du vieillissement en utilisant des séquences métagénomiques de type « shotgun » de personnes âgées de Singapour.
Arrière-plan
La prévalence croissante des troubles chroniques liés au vieillissement en Asie est imputable à des changements démographiques rapides. L'absence de données in vivo de haute qualité rend difficile la compréhension des rôles complexes des variables microbiennes intestinales dans le vieillissement en bonne santé. Il est nécessaire de trouver des thérapies liées au mode de vie, à la nutrition et aux médicaments pour un vieillissement en bonne santé dans les cultures asiatiques.
Des études ont mis en évidence des liens entre le microbiote intestinal et l’âge, avec diverses trajectoires liées au sexe et à l’âge. Le vieillissement en bonne santé et les indices de fragilité sont associés à l’état du microbiote intestinal, et la diversité de la composition peut être un biomarqueur du vieillissement en bonne santé. La taille de la cohorte et la tranche d’âge entravent les tentatives de définition du microbiote intestinal chez les personnes âgées à l’aide de la métagénomique à la volée.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié les altérations du microbiome intestinal au niveau de l’espèce en fonction de l’âge chez les octogénaires vivant en communauté à Singapour.
Les données de l'étude comprenaient SG90 (234 personnes âgées de 77 à 97 ans), SPMP (109 personnes âgées de 53 à 74 ans), étude sur le diabète de type 2 (171 personnes âgées de 21 à 70 ans) et CPE (82 personnes âgées de 21 à 80 ans). Les participants ont fourni des échantillons de sang pour évaluer la glycémie à jeun, les triglycérides, les lipoprotéines de basse densité (LDL), les lipoprotéines de haute densité (HDL), le cholestérol total, la protéine C-réactive à haute sensibilité (hs-CRP), l'aspartate aminotransférase (AST), l'alanine transaminase (ALT) et la vitamine B12 niveaux.
Leurs échantillons de selles ont été soumis à un séquençage métagénomique par injection de liquide afin de révéler des profils taxonomiques à haute résolution au niveau de l'espèce. Les chercheurs ont corrigé ces profils pour tenir compte des effets de lot en utilisant le groupe d'âge comme covariable. Ils ont extrait l'acide désoxyribonucléique (ADN) des échantillons de selles pour une réaction en chaîne par polymérase d'enrichissement (PCR).
Les chercheurs ont réalisé une analyse conjointe au niveau des espèces et ont quantifié l’expression des gènes et l’abondance des voies. L’analyse des voies métaboliques a indiqué les quatre principales voies de production de butyrate. L’équipe a également entrepris des analyses de diversité fonctionnelle et microbienne. Ils ont associé le microbiote intestinal aux marqueurs primaires de la santé cardiométabolique, de la santé du foie et de l’inflammation pour identifier d’autres fonctions microbiennes intestinales liées au vieillissement en bonne santé.
Les chercheurs ont complété les souris C57BL6/J avec 4 % d'alpha-cétoglutarate de calcium (AKG) et ont analysé leurs séquences métagénomiques fécales après trois mois. L'analyse du réseau métabolique a donné des valeurs d'indice de soutien métabolique (MSI) pour les espèces identifiées concernant les microbes intestinaux. Le réseau d'analyse métabolique unifié HMP (HUMAnN2) a déterminé l'abondance relative des voies microbiennes dans les métagénomes intestinaux en utilisant l'Encyclopédie de Kyoto des gènes et des génomes (KEGG) comme référence.
Des modèles linéaires généralisés (GLM) et des régressions logistiques avec analyse de variance multivariée permutationnelle (PERMANOVA) ont permis d'identifier les microbes intestinaux associés à l'âge et aux phénotypes cliniques. Pour évaluer la reproductibilité des résultats de l'étude, les chercheurs ont identifié des associations microbiennes dans six cohortes supplémentaires d'origine occidentale et asiatique. Ils ont normalisé les données à l'aide de techniques d'échelle cumulative (CSS), d'échelle totale (TSS) et d'analyse d'association.
Résultats
Des changements spécifiques liés à l’âge ont été observés dans le microbiome intestinal, caractérisés par une richesse microbienne réduite, Firmicuteset Parasutterella compte. En revanche, le vieillissement a enrichi la diversité bêta dans intestin, Acidaminococcaceae genre, Bactéroïdes xylanisolvenset Alistipes shahiiCes changements indiquent une expansion métabolique potentielle chez les personnes âgées vers des voies utilisant des acides aminés tels que la L-lysine comme précurseurs par rapport à la voie de production de pyruvate en butyrate. L'âge avancé réduit Roseburia inulinivorans et Faecalibacterium prausnitziides microbes essentiels à la production de butyrate.
L'extension de ces découvertes aux principaux paramètres cliniques a révélé plus de dix relations robustes avec les fonctions inflammatoires, cardiométaboliques et hépatiques. Il s'agissait notamment de pathobiontes comme Klebsiella pneumoniae et des probiotiques potentiels comme Parabacteroides goldsteiniiLes résultats soulignent l’importance du microbiome comme indicateur du vieillissement en bonne santé.
Les voies métaboliques des sucres sont plus développées chez les jeunes, tandis que la dégradation des monosaccharides, des disaccharides et des polysaccharides est plus développée chez les personnes âgées. Les voies glycolytiques microbiennes pour le métabolisme des sucres simples sont plus répandues chez les personnes en bonne santé de plus de 90 ans. Les jeunes ont tendance à avoir plus de voies métaboliques microbiennes des lipides, tandis que les personnes âgées ont plus de voies métaboliques des acides aminés.
La supplémentation alimentaire en AKG chez les souris âgées a amélioré la longévité, atténué l'inflammation et diminué les indicateurs de fragilité. Les séquences métagénomiques Shotgun dans des échantillons de selles de souris supplémentées en AKG ont révélé une croissance comparable des voies de synthèse du butyrate chez des souris âgées en bonne santé. Les voies impliquées dans la conversion de la lysine en butyrate ont montré l'enrichissement le plus élevé. Les niveaux élevés de hs-CRP sont liés à Escherichia coli et Streptocoque espèces, toutes deux liées à la polyarthrite rhumatoïde, qui se développe souvent au milieu de la vie.
Conclusion
L’étude a montré un changement dans la richesse microbienne et les guildes fonctionnelles liées au vieillissement, notamment dans l’intestin des personnes âgées asiatiques. Bactéroïdes Les espèces ont été les plus importantes. Les chercheurs ont découvert de fortes corrélations au niveau des espèces entre les microbes intestinaux, les marqueurs cliniques et les symptômes liés au vieillissement. La richesse des espèces a diminué avec l'âge, bien que la diversité bêta ait augmenté dans les tranches d'âge extrêmes.
La diversité des tendances en matière de richesse et d’unicité entre les cohortes exige une étude plus approfondie à l’aide d’ensembles de données cohérents et, peut-être, d’un séquençage à lecture longue. Les relations découvertes peuvent être utilisées comme biomarqueurs pour un vieillissement en bonne santé et pour identifier les personnes à risque de troubles liés à l’âge.
