Des chercheurs du DTU ont breveté une invention qui utilise des substances produites naturellement à partir de bactéries intestinales du type bifidobactéries pour réduire le risque d'allergies et d'asthme.
Les allergies et l'asthme touchent un nombre croissant d'enfants dans le monde, mais un groupe de recherche international dirigé par le DTU a identifié un mécanisme jusqu'alors inconnu qui peut réduire le risque d'allergies et d'asthme plus tard dans la vie. L'étude montre que les enfants sont moins susceptibles de développer ces maladies si, en tant que nourrissons, ils sont colonisés par certaines bifidobactéries qui produisent une substance dans l'intestin – un soi-disant métabolite – qui atténue les réponses immunitaires aux allergènes.
L'étude, « La colonisation précoce par des bifidobactéries productrices de lactate aromatique réduit le risque de sensibilisation allergique », a été publié dans la célèbre revue Nature Microbiology.
Les résultats pourraient avoir un impact majeur sur la prévention des allergies et de l’asthme, qui comptent parmi les maladies chroniques les plus courantes chez les enfants. Pouvoir les prévenir en renforçant le microbiote intestinal dès les premiers mois de la vie pourrait constituer une avancée en matière de santé publique.
La découverte majeure réside dans le fait que nous avons désormais identifié un mécanisme spécifique capable de supprimer le développement de réactions allergiques dans le système immunitaire dès la petite enfance. Si nous pouvons traduire ces connaissances en stratégie préventive – par exemple, grâce à des suppléments de probiotiques ou à des préparations enrichies pour nourrissons – cela constituera une avancée majeure dans la lutte contre les allergies et l'asthme, qui touchent actuellement des millions d'enfants dans le monde.
Susanne Brix Pedersen, chef de projet, professeur à DTU Bioengineering
Une substance bactérienne atténue la réaction allergique
Les chercheurs ont suivi 147 enfants de la naissance à l’âge de cinq ans et ont découvert que les nourrissons qui ont très tôt une population importante de certaines bifidobactéries dans leurs intestins bénéficient des métabolites produits par ces bactéries. En particulier, la substance lactate de 4-hydroxyphényle (4-OH-PLA) semble supprimer la tendance du système immunitaire à réagir de manière excessive aux allergènes.
Lors de tests en laboratoire sur des cellules immunitaires humaines, les chercheurs ont démontré que le 4-OH-PLA inhibe la production par le système immunitaire de l'anticorps immunoglobuline E (IgE), qui joue un rôle central dans les réactions allergiques. Les IgE sont la « molécule d'alarme » du corps en cas d'allergies. Lorsque le corps rencontre un allergène, il produit des anticorps IgE qui activent les cellules immunitaires et peuvent déclencher des symptômes allergiques. Cela se produit parce que les anticorps IgE se lient à des allergènes tels que le pollen ou les protéines alimentaires, déclenchant la réponse immunitaire du corps et provoquant des symptômes tels que des démangeaisons, de l'eczéma, du rhume des foins et, dans certains cas, de l'asthme. Plus le taux d'IgE est élevé, plus le risque d'allergie est grand.
Des tests de laboratoire ont montré que les concentrations naturelles de 4-OH-PLA réduisent la production d'anticorps IgE par l'organisme de 60 pour cent sans affecter la production d'autres types d'anticorps.
Analyse génétique d'échantillons de selles
L'étude comprenait de grandes quantités de données provenant de trois grandes cohortes de naissance en Suède, en Allemagne et en Australie. Les chercheurs ont analysé des échantillons de selles de nourrissons en utilisant, entre autres méthodes, des analyses génétiques et des analyses de petites molécules pour cartographier à la fois la composition bactérienne et les niveaux de métabolites. Parallèlement, des échantillons de sang ont été utilisés pour mesurer les anticorps IgE contre les allergènes alimentaires et aéroportés. Enfin, le mécanisme a été testé dans une expérience avec des cellules immunitaires humaines, où le 4-OH-PLA a directement inhibé la production d'IgE.
L'étude démontre un lien biologique concret entre certaines bifidobactéries, les métabolites qu'elles produisent et un bon développement du système immunitaire chez les jeunes enfants.
Nouvelle stratégie pour prévenir les allergies et l’asthme
Les chercheurs ont également étudié les conditions qui augmentaient la probabilité que les nourrissons acquièrent ces bactéries bénéfiques.
« Il est remarquable que les enfants nés par voie vaginale étaient 14 fois plus susceptibles d'acquérir les bifidobactéries de leur mère. En outre, l'allaitement exclusif et le contact avec d'autres jeunes enfants au début de la vie ont également contribué à l'augmentation de l'abondance de ces bifidobactéries dans l'intestin. Cela signifie que les mécanismes naturels aident à prévenir le développement de ces maladies. eux », explique Rasmus Kaae Dehli, spécialiste en immunologie systémique chez DTU Bioengineering.
Les résultats indiquent que l’ajout de 4-OH-PLA ou de bactéries probiotiques capables de produire cette substance pourrait devenir une nouvelle stratégie de prévention des allergies et de l’asthme. Les chercheurs voient un potentiel dans le développement de compléments alimentaires pour les personnes entièrement allaitées ou de préparations pour nourrissons enrichies de ces bifidobactéries ou de leurs métabolites. Cela pourrait ouvrir la voie à des efforts ciblés dans la fenêtre d’opportunité critique des premiers mois de la vie, lorsque le système immunitaire se forme.
Le professeur Susanne Brix Pedersen collabore à l'étude BEGIN de l'hôpital universitaire d'Aarhus, qui concerne la prévention précoce de l'asthme et des allergies, et dans laquelle l'une des bifidobactéries dont les chercheurs ont démontré un effet positif est administrée aux nourrissons.
Si les essais menés à l'hôpital universitaire d'Aarhus montrent des effets positifs, Susanne Brix Pedersen estime qu'une éventuelle nouvelle stratégie préventive pour les jeunes enfants pourrait être prête d'ici quelques années. Pour le traitement des patients allergiques ou asthmatiques, le délai est plus long, jusqu'à dix ans, puisqu'un médicament doit d'abord être formulé puis testé dans le cadre d'essais cliniques avant de pouvoir être mis sur le marché.
DTU a déposé un brevet sur l'utilisation du métabolite dans des médicaments destinés à la prévention et au traitement des allergies et de l'asthme.
