Dans une étude récente publiée dans la revue Nutrimentsles chercheurs explorent l'impact d'un régime cétogène modifié (KD) sur le microbiote intestinal, les marqueurs inflammatoires et l'acide microribonucléique lié au cerveau (miARN) chez les enfants atteints de troubles du spectre autistique (TSA) et sa corrélation avec l'amélioration des symptômes comportementaux.
Étude: Les changements induits par le régime cétogène dans le microbiome intestinal sont associés à des modifications des cytokines inflammatoires et des miARN liés au cerveau chez les enfants atteints de troubles du spectre autistique. Crédit d’image : SewCreamStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Symptômes systémiques du TSA
Le TSA se caractérise par des défis sociaux et de communication et des comportements répétitifs. Touchant plus d'un enfant sur 100 dans le monde et jusqu'à un enfant sur 36 aux États-Unis, les TSA sont également associés à un dysfonctionnement immunitaire et à une inflammation accrue, avec des niveaux plus élevés de cytokines pro-inflammatoires en corrélation avec la gravité des symptômes.
Les enfants atteints de TSA connaissent souvent une activation unique des lymphocytes T et des problèmes gastro-intestinaux répandus, suggérant ainsi un microbiome intestinal perturbé. Les approches diététiques comme le KD, qui augmente les taux de cétone dans le sang, se sont révélées prometteuses pour améliorer les symptômes en offrant potentiellement des bienfaits neuroprotecteurs via l’axe intestin-cerveau. Cependant, les interactions entre le microbiote intestinal, les corps cétoniques et le butyrate nécessitent des recherches plus approfondies pour développer des thérapies efficaces.
À propos de l'étude
L'étude actuelle a recruté des participants à l'hôpital Shriner pour enfants d'Honolulu. Une diététiste/infirmière agréée a personnalisé un KD pour les besoins métaboliques des TSA en incorporant de l'huile de triglycérides à chaîne moyenne (MCT) et en maintenant une restriction en gluten.
L'apport quotidien maximum en glucides était de 20 à 25 grammes, avec des protéines ajustées en fonction du poids et de l'âge et des calories supplémentaires fournies par les graisses. L'huile MCT représentait 20 % des besoins énergétiques, les soignants surveillant la cétose au moyen d'analyses d'urine.
Des échantillons de sang ont été traités pour séparer le plasma et les cellules, le plasma étant conservé à -80°C. Des échantillons de selles ont été collectés à l'aide d'un système prescrit, stockés dans une solution de stabilisation et traités pour l'extraction de l'acide désoxyribonucléique (ADN) et de l'ARN. L’analyse comprenait l’amplification par réaction en chaîne par polymérase (PCR), le séquençage de la diversité microbienne et la PCR quantitative (qPCR) pour l’expression des gènes.
Les taux de cytokines plasmatiques et de facteurs neurotrophiques dérivés du cerveau (BDNF) ont également été mesurés à l'aide d'un test immunologique multiplex. De plus, les miARN ont été extraits d'échantillons de plasma à l'aide de la synthèse d'ADN complémentaire de miARN TaqMan Advanced et des kits d'isolation d'ARN total MagMAX mirVana, qui ont ensuite été traités avec le système KingFisher DUO Prime.
Les tests qPCR pour les miARN tels que miR-125b-5p, miR-132-3p, miR-134-5p, miR-375 et miR-134-3p ont été réalisés en triple à l'aide du système StepOnePlus. Ces résultats ont été normalisés par rapport à miR-361-5p et analysés avec un test t bilatéral pour évaluer les niveaux d'expression. Des analyses statistiques ont été menées pour évaluer l'importance des changements post-régime.
Résultats de l'étude
Tout au long de la période d'étude de quatre mois, des échantillons de selles et de sang ont été fournis pour analyse avant et après le régime. Pour confirmer l'état physique de la cétose, les taux plasmatiques de corps cétoniques ont été mesurés au moyen d'un test ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). À cette fin, une augmentation significative des corps cétoniques, de l’acide acétoacétique et de l’acide hydroxybutyrique a été observée, indiquant ainsi que le KD modifiait effectivement le métabolisme.
Les données de séquençage des échantillons de selles ont révélé des altérations au niveau du phylum et une augmentation significative de la diversité microbienne, comme l'indiquent les indices de Shannon et Simpson. Ces changements se sont produits à différents niveaux taxonomiques, avec une augmentation substantielle du nombre de bactéries bénéfiques comme Lactobacilles et des diminutions dans d'autres comme Bactéroïdes et Ruminocoque.
En général, des taux réduits de cytokines pro-inflammatoires ont été observés chez les personnes ayant consommé un KD, avec des réductions significatives des taux d'interleukine 1β (IL-1β) et d'IL-12p70. Bien que la cytokine anti-inflammatoire IL-10 ait augmenté, elle n’était pas statistiquement significative, ce qui pourrait être dû à la petite taille de l’échantillon. Une diminution significative des taux plasmatiques de BDNF, une protéine impliquée dans la neuroinflammation et les TSA, a également été observée.
Des réductions significatives ont été observées dans les niveaux de miR-134 et de miR-132, tous deux associés à l'activité du BDNF dans le cerveau. Alors que les niveaux de miR-125b sont restés inchangés, les niveaux de miR-375 ont augmenté de manière significative.
Conclusions
Des études antérieures ont rapporté une amélioration des interactions sociales chez les enfants atteints de TSA en raison de l'augmentation des taux de β-hydroxybutyrate du corps cétonique après avoir suivi un KD modifié. Ceci suggère que la cétose pourrait directement améliorer l’activité cérébrale en modifiant les voies métaboliques, améliorant ainsi potentiellement la sociabilité des patients atteints de TSA.
Cependant, des découvertes récentes révèlent des effets plus étendus du KD, notamment des changements significatifs dans le microbiome intestinal, les niveaux d’inflammation et les miARN circulants associés au BDNF. Ces résultats concordent avec les recherches existantes indiquant que le KD pourrait améliorer le comportement social dans les cas de TSA en réduisant l'inflammation cérébrale et en améliorant la santé métabolique et intestinale.
