Situées dans la couche de mucus qui tapisse le tractus gastro-intestinal, les mucines ; protéines auxquelles sont attachées des molécules de sucre ; jouent un rôle clé dans la lutte contre les infections bactériennes et fournissent un refuge aux bonnes bactéries intestinales grâce à des mécanismes inconnus. Bien que la dérégulation de la mucine entraîne des maladies métaboliques et une inflammation intestinale, le mécanisme associé reste largement inconnu. Pour combler ce manque de connaissances, une équipe de chercheurs au Japon a exploré si la N-acétylglucosamine (GlcNAc)-6-Ô-sulfatation de ÔLes -glycanes, ou la modification chimique des structures sucrées présentes dans les mucines, peuvent aider à lutter contre l’obésité et l’inflammation intestinale à l’aide d’un modèle murin. Cet article a été mis en ligne le 22 août 2023 et a été publié dans le volume 8, numéro 16 de Journal d’investigation clinique (JCI) Insight.
Les premières expériences menées par l’équipe ont révélé une différence significative entre le microbiote intestinal des souris régulières ou « de type sauvage » (WT) et Chst4–/– des souris dépourvues du gène Chst4 pour le GlcNAc-6-Ô-sulfatation des mucine glycanes. Ce dernier a développé l’obésité et s’est montré vulnérable à la fois à la colite expérimentale, à l’inflammation artificiellement induite du côlon et au cancer associé à la colite.
Les expériences ultérieures ont révélé plusieurs résultats clés, parmi lesquels les plus importants sont les suivants : Chst4–/– les souris ont présenté des taux fécaux réduits d’immunoglobuline A (IgA), un anticorps produit par le système immunitaire essentiel à la protection des surfaces muqueuses, y compris l’intestin, contre les invasions étrangères. Des niveaux réduits d’IgA dans les selles murines indiquent donc un système immunitaire affaibli.
Interrogé sur leurs résultats, le professeur Hiroto Kawashima de la Graduate School of Pharmaceutical Science de l’Université de Chiba, le chercheur principal de l’équipe, déclare : «Chst4–/– les souris dépourvues de GlcNAc-6-O-sulfatation des O-glycanes de mucine ont montré un gain de poids significatif et une susceptibilité accrue à la colite induite par le sulfate de sodium dextran ainsi qu’au cancer associé à la colite, accompagnés d’une production d’IgA considérablement réduite causée par une cellule folliculaire T auxiliaire altérée -réponse IgA médiée.
Ensuite, l’équipe a découvert si le « cohousing » et la « transplantation de microbiote » – des expériences qui facilitent le transfert de bactéries entre WT et Chst4–/– souris – ; fourni un soulagement du gain de poids observé et une susceptibilité accrue à la colite. Comme prévu, restaurer le microbiote intestinal sain dans le Chst4–/– a sauvé les souris de la maladie et renforcé leur système immunitaire.
Les auteurs de l’étude notent que les résultats ont des implications biomédicales prometteuses. Par exemple, l’amélioration de la sulfatation peut non seulement soulager l’inflammation intestinale, mais également améliorer la « fonction barrière » des tissus épithéliaux. Les tissus épithéliaux sont présents, entre autres, dans la muqueuse de la peau, dans le tractus gastro-intestinal et dans les voies respiratoires. Ils se défendent contre les entités nuisibles en protégeant les compartiments internes du corps de l’environnement externe.
Bien que des études plus approfondies semblent nécessaires, les résultats pourraient en effet s’appliquer non seulement à l’obésité et à la colite, mais également à d’autres types de maladies inflammatoires à médiation immunitaire, telles que la stéatose hépatique non alcoolique et la stéatohépatite non alcoolique.
Le microbiote intestinal comprend des micro-organismes ; des bactéries, des virus, des champignons, des protistes, des archéens et d’autres microbes ; et des métabolites associés. De nombreuses études reconnaissent leur relation étroite avec le système immunitaire. Récemment, le microbiote intestinal a suscité un énorme intérêt scientifique en raison de son rôle essentiel dans la protection de l’organisme contre de nombreuses maladies et troubles. La présente étude confirme des découvertes antérieures sur les bonnes bactéries intestinales tout en mettant en lumière un mécanisme jusqu’ici inconnu impliquant leur régulation par les mucines intestinales.
Collectivement, nos résultats donnent un aperçu de l’importance de la glycosylation de l’hôte, plus particulièrement de la GlcNAc-6-O-sulfation sur les mucines intestinales, dans la protection contre l’obésité et l’inflammation intestinale via la régulation du microbiote intestinal.«
Hirohito Abo, premier auteur, École supérieure des sciences pharmaceutiques, Université de Chiba
Félicitations à l’équipe de recherche collaboratrice pour avoir libéré le mécanisme caché de la dérégulation de la mucine !
