Les scientifiques de Cincinnati Children's ont utilisé des organoïdes intestinaux humains issus de cellules souches pour découvrir comment notre corps contrôle l'absorption des nutriments des aliments que nous mangeons.
Ils ont en outre découvert qu'une hormone pourrait être capable d'inverser un trouble congénital chez les bébés qui ne peuvent pas absorber correctement les nutriments et ont besoin d'une alimentation intraveineuse pour survivre.
Heather A. McCauley, PhD, associée de recherche au centre médical de l'hôpital pour enfants de Cincinnati, a découvert que l'hormone peptide YY, également appelée PYY, peut inverser la malabsorption congénitale chez la souris. Avec une seule injection de PYY par jour, 80% des souris ont survécu. Normalement, seulement 20 à 30% survivent.
Cela indique que PYY pourrait être une thérapeutique possible pour les personnes souffrant de malabsorption sévère.
Une mauvaise absorption des macronutriments est un problème de santé mondial, des affections sous-jacentes telles que la malnutrition, les infections intestinales et le syndrome de l'intestin court. Ainsi, l'identification des facteurs régulant l'absorption des nutriments a un potentiel thérapeutique important, ont noté les chercheurs.
McCauley était l'auteur principal d'un manuscrit publié le 22 septembre dans Communications de la nature, qui a rapporté que l'absorption des nutriments – en particulier, les glucides et les protéines – est contrôlée par les cellules entéroendocrines du tractus gastro-intestinal.
Les bébés nés sans cellules entéroendocrines – ou dont les cellules entéroendocrines ne fonctionnent pas correctement – ont une malabsorption sévère et nécessitent une nutrition IV.
Cette étude nous a permis de comprendre à quel point ce type de cellule rare est important dans le contrôle de la façon dont l'intestin absorbe les nutriments et fonctionne au quotidien.. «
Heather A. McCauley, PhD, associée de recherche, Centre médical de l'hôpital pour enfants de Cincinnati
L'étude des enfants de Cincinnati, «Les cellules entéroendocrines associent la détection des nutriments à l'absorption des nutriments en régulant le transport des ions», a été la première à décrire un mécanisme liant les cellules entéroendocrines à l'absorption de macronutriments comme les glucides et les acides aminés.
Une des principales conclusions de l'étude est de savoir comment ces cellules, en détectant les nutriments ingérés, préparent l'intestin à absorber les nutriments en contrôlant l'afflux et le reflux d'électrolytes et d'eau, ont déclaré les chercheurs. L'absorption des glucides et des protéines est alors liée au mouvement des ions dans l'intestin.
Pour cette étude, les scientifiques se sont appuyés sur des modèles d'organoïdes intestinaux humains créés dans un laboratoire, a déclaré James Wells, PhD, auteur principal de l'étude et directeur scientifique du Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM) à Cincinnati Children's.
Cultivés à partir de cellules souches, les organoïdes sont de petites formations d'organes humains qui ont une architecture et des fonctions similaires à leurs homologues de taille normale.
Cincinnati Children's a lancé des efforts pour fabriquer des organoïdes à partir de cellules souches pluripotentes humaines en 2006, a déclaré Wells, qui est également directeur de la recherche fondamentale dans la division d'endocrinologie du centre médical et chercheur distingué de la Fondation Allen.
«Ce que cette étude met en évidence, c'est comment des décennies de recherche fondamentale sur la fabrication des organes et leur fonctionnement mènent désormais à des percées dans l'identification de nouvelles thérapies», a déclaré Wells, qui a dirigé une équipe de chercheurs chez Cincinnati Children's qui a développé certains des technologies organoïdes humaines qui sont maintenant utilisées dans le monde.
L'étude sur la malabsorption a utilisé trois modèles différents de petits tissus intestinaux humains – tous dérivés de cellules souches pluripotentes, qui peuvent former n'importe quel type de tissu dans le corps.
« Les organoïdes humains sont essentiellement un avatar beaucoup plus réaliste pour ces patients atteints de ces mutations rares », a déclaré Wells. «Ils nous permettent de modéliser beaucoup plus fidèlement la maladie humaine».
McCauley et Wells ont conçu et lancé la récente étude sur la malabsorption, conçu les expériences et rédigé le manuscrit. Les contributeurs à l'étude comprenaient des experts en physiologie intestinale Marshall « Chip » Montrose, PhD, et Eitaro Aihara, PhD, de l'Université de Cincinnati.
La source:
Centre médical de l'hôpital pour enfants de Cincinnati
Référence du journal:
McCauley, H. A., et coll. (2020) Les cellules entéroendocrines couplent la détection des nutriments à l'absorption des nutriments en régulant le transport des ions. Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-020-18536-z.
