Une collaboration de recherche impliquant des scientifiques et des étudiants de l'Université du Texas à Dallas a trouvé un lien clair entre la drépanocytose chronique et les bactéries présentes dans le tractus gastro-intestinal.
Le Dr Katelyn Sadler, professeur adjoint de neurosciences à l'École des sciences du comportement et du cerveau, est l'auteur correspondant de l'étude, qui a été menée dans des souris et des tissus humains et publiée en ligne le 16 septembre dans la revue Hôte de cellule et microbe.
Les chercheurs de l'UT Dallas et du Medical College of Wisconsin (MCW) se sont concentrés sur Akkermansia muciniphilaune bactérie couramment trouvée dans l'intestin humain mais connue pour être moins répandue chez les personnes atteintes de drépanocytose. Dans l'étude, l'équipe a atténué la douleur chronique chez les souris conçues pour avoir une maladie falciforme en transplantant les bactéries des excréments de souris saines dans le tube digestif des animaux drépanocytaires.
Nos résultats sont des preuves solides que le contenu du microbiome chez les personnes atteintes de drépanocytose pourrait entraîner une douleur chronique. «
Dr Katelyn Sadler, professeur adjoint de neurosciences, École des sciences du comportement et du cerveau
La drépanocytose est un trouble génétique dans lequel les globules rouges deviennent une forme anormalement, comme les faucilles et rigides. Les personnes atteintes de drépanocytose peuvent ressentir une douleur soudaine et aiguë due aux cellules difformes bloquant le flux sanguin et privant les zones de l'organisme d'oxygène. Pour des raisons qui ne sont pas claires, au moins 50% des personnes atteintes de drépanocytose ressentent également une douleur chronique.
Les deux types de douleur ont des pathologies distinctes, a déclaré Sadler, avec le microbiome intestinal pensé jouer un rôle dans la douleur chronique.
« Les bactéries et autres composés de votre système digestif ont des effets divers et omniprésents au-delà de ce que les gens pourraient anticiper », a-t-elle déclaré. « Votre système immunitaire peut devenir plus activé en fonction des bactéries intestinales, et cela peut avoir de vastes implications dans votre corps. L'idée de microbiomes intestinaux entraînant une douleur chronique ailleurs dans le corps devient plus répandu, y compris dans la recherche récente de la fibromyalgie. »
A. muniphila est disponible en vente libre comme supplément probiotique. Sadler a déclaré que l'étude du groupe est la première à identifier la bactérie comme une cible pour la drépanocytose.
« Nous avons identifié Akkermansia Parce que cela fait des acides gras à chaîne courte, qui semblent cruciaux pour soulager les douleurs falsiques « , a déclaré Sadler. » Le transplantant dans nos souris drépanocytaires a presque complètement inversé leur douleur chronique. Fait intéressant, lorsque nous avons transplanté toutes les bactéries, des souris drépanocytaires aux animaux sans maladie de drépanocytose, nous avons transféré la douleur avec elle – pas le trouble du sang génétique, mais le toucher et l'hypersensibilité froide. «
Sadler a déclaré que la modification du contenu de l'intestin peut activer les terminaisons nerveuses dans l'intestin qui envoient des signaux au système nerveux central.
« Ce que nous pensons se passe spécifiquement dans ces expériences de drépanocytose, c'est une sensibilisation centrale », a-t-elle déclaré. « Tout devient plus sensible en raison d'un changement dans le cerveau ou la moelle épinière. »
Le microbiome intestinal humain change constamment, non seulement à court terme en raison des fluctuations quotidiennes de l'alimentation, mais aussi à long terme liées à des facteurs tels que l'âge, le mode de vie, les médicaments et l'environnement.
« Probiotiques comme Akkermansia Peut être très utile à la lumière de cette fréquence d'évolution « , a déclaré Sadler, » bien que nous pensons que l'on devait éventuellement changer de probiotique car les bactéries de votre intestin s'adaptent pour tuer Akkermansia. «
L'auteur principal de l'étude est le Dr Amanda Brandow, professeur de pédiatrie et hématologue chez MCW qui traite les enfants souffrant de drépanocytose. Elle et Sadler ont collaboré depuis 2017.
« Les douleurs aux drépanocytaires chroniques ont un impact négatif profond sur la qualité de vie des personnes vivant avec la maladie », a déclaré Brandow. « Ces résultats sont extrêmement excitants car ce travail fournit des données précliniques pour soutenir un essai clinique en utilisant des probiotiques ou une transplantation de microbiote fécale comme nouveau traitement pour la drépanocytose chronique. »
Sadler a décrit le développement potentiel d'un médicament thérapeutique pour la douleur chronique de la drépanocytose comme « qui change la vie ».
« Ces patients n'ont pas beaucoup d'options de gestion des symptômes pour le moment », a-t-elle déclaré. «La thérapie génique est nouvelle et prohibitive pour la plupart, et les personnes qui reçoivent la thérapie doivent subir une chimiothérapie. Même alors, dans les nouvelles études de thérapie génique, la douleur chronique n'a pas été évaluée, juste une douleur aiguë.
« Cette idée est un type de thérapie qui n'a pas vraiment été explorée auparavant. Il pourrait être relativement peu coûteux pour les personnes qui, en ce moment, sont souvent refoulées lorsqu'ils recherchent des médicaments contre la douleur. »
Le Dr Kelli Palmer, auteur de l'étude et professeur de sciences biologiques à UT Dallas, a enrôlé ses étudiants pour développer le A. muniphila Bactéries nécessaires pour l'étude à l'aide d'un incubateur anaérobie, qui cultive les cellules dans un environnement à faible teneur en oxygène.
« Nous avons recruté une équipe d'étudiants de maîtrise de mon cours de biochimie diplômée pour réfléchir aux expériences sur la façon dont le microbiome intestinal a un impact sur la douleur », a déclaré Palmer, une présidence distinguée de Cecil H. et Ida Green en sciences de la biologie des systèmes à l'École des sciences naturelles et des mathématiques. «Nous avions des étudiants de nos programmes de maîtrise faire le Akkermansia Travaillez dans mon laboratoire, créant cette opportunité pour les étudiants en biologie de travailler sur la recherche interdisciplinaire. «
Sadler a déclaré que le travail d'équipe avec Palmer et ses étudiants était « incroyable » et avait vanté l'environnement à l'université pour avoir nourri ce genre de coopération.
« Chez UT Dallas, vous pouvez trouver des personnes partageant les mêmes idées dans votre département, dans votre école et à travers l'université, ce qui facilite tout », a-t-elle déclaré. « Les experts disponibles ici permettent à notre science d'être encore plus percutante. Il s'agit d'une histoire collaborative et translationnelle que vous ne pouviez pas raconter dans de nombreux endroits. »
La faculté de UT Dallas, qui sont des auteurs de l'article, comprennent également le Dr Ted Price BS'97, le professeur de neurosciences d'Ashbel Smith et le directeur des études avancées de la douleur avancée (CAPS); Dr Gregory Dussor, chef de département des neurosciences et chaise James Bartlett en sciences comportementales et cérébrales; La Dre Diana Tavares Ferreira, professeure adjointe de neurosciences; et le Dr Iti Mehta, professeur adjoint d'enseignement en sciences biologiques.
D'autres auteurs affiliés à l'UT Dallas incluent le Dr Zulmary Manjarres Farias, Stephanie Shiers PhD'19, Mackenzie Simms BS'24 et Ishwarya Sankaranarayanan, qui sont des chercheurs en neurosciences en CAPS; Khadijah Mazhar, Mandee Schaub et Eugene McDermott Graduate Fellow McKenna Pratt, qui sont des doctorants de la cognition et des neurosciences; Sruthi Mudunuri, Aishwarya Kappagantu et Anagha Sheshadri, qui sont des étudiants diplômés de la biologie moléculaire et cellulaire; et Sahar Alhendi, un étudiant diplômé en bioinformatique et en biologie informatique.
Des auteurs supplémentaires sont de la Southwest Transplant Alliance et de MCW, y compris le Dr Cheryl Stucky, professeur de biologie cellulaire, de neurobiologie et d'anatomie.
Les travaux ont été financés en partie par des subventions du National Heart, Lung et Blood Institute (R00HL155791, R01HL142657, K23HL114636), l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (R33NS114954, U19NS130608, R01NS070711, R37NS1308) et R01NS070711, R37NS108278) et R01NS070711, R37NS108278) et R01NS070711, R37NS108278) et R01NS070711, R37NS108278) AND THE Institut des sciences médicales générales (R35GM122503) – Toutes les composantes des National Institutes of Health. Un soutien supplémentaire a été fourni par la Fondation Rita Allen et l'avancement d'une dotation plus saine du Wisconsin.
