Lorsque des parties du foie sont retirées, le corps peut remplacer le tissu manquant. Une équipe de chercheurs de l’Université technique de Munich (TUM) vient de découvrir que le succès de ce processus dépend en grande partie des bactéries intestinales. Les résultats de l’étude pourraient aider à améliorer le pronostic après une chirurgie du foie en cas de cancer du foie et d’autres maladies.
Le foie humain a une étonnante capacité à se régénérer, contrairement au cœur par exemple. Les mécanismes biologiques sous-jacents sont un exemple du rôle joué par nos bactéries intestinales dans les processus se déroulant dans d’autres organes. Ceci est démontré dans une nouvelle recherche menée par une équipe interdisciplinaire de l’hôpital universitaire TUM Klinikum rechts der Isar et de la TUM School of Life Sciences.
Sommaire
Acides gras à chaîne courte nécessaires à la croissance
Un microbiote intestinal sain se compose de nombreux types de bactéries. Ils jouent un rôle actif dans la digestion. Certains d’entre eux décomposent les glucides en acides gras à chaîne courte (AGCC), par exemple.
Les cellules hépatiques ont besoin de ces acides gras pour se développer et se diviser. Nous avons maintenant réussi à montrer pour la première fois que les bactéries intestinales influencent le métabolisme des lipides dans les cellules hépatiques, et donc leur capacité à se régénérer. »
Prof. Klaus-Peter Janssen, chef d’étude, département de chirurgie du Klinikum rechts der Isar
Les antibiotiques arrêtent la régénération du foie
Le professeur Janssen et son équipe ont mené des expériences sur des souris pour déterminer comment un microbiome perturbé affecte la régénération du foie. Chez les animaux dont le microbiome a été perturbé par des antibiotiques, la formation de nouvelles cellules hépatiques a été fortement retardée. Les scientifiques étaient déjà au courant d’un lien entre les antibiotiques et la régénération perturbée du foie. Cependant, cela était auparavant attribué à la réponse immunitaire du corps ou aux effets secondaires nocifs des antibiotiques sur les cellules hépatiques, explique Klaus-Peter Janssen. La connexion mécaniste aux bactéries intestinales n’a été révélée que dans l’étude TUM. Conformément aux souris traitées avec des antibiotiques, les cellules hépatiques n’étaient pas non plus régénérées chez les souris dépourvues de microbiome déjà à la naissance.
« Microbiome starter set » active la croissance des cellules hépatiques
« Les antibiotiques ne tuent pas toutes les bactéries intestinales », explique Anna Sichler, l’une des deux premières auteures de l’étude. « Cependant, le médicament modifie la composition du microbiome : les espèces bactériennes restantes produisent beaucoup moins d’acides gras à chaîne courte. » Le microbiome récupère généralement quelques semaines après le traitement antibiotique. L’étude actuelle a montré que la régénération du foie se produisait également chez les animaux traités avec des antibiotiques, mais avec un retard significatif. Chez les souris dépourvues de bactéries intestinales, aucune régénération n’a eu lieu. Cependant, les chercheurs ont pu stimuler la régénération du foie en les traitant avec un « ensemble de démarrage de microbiome » précisément défini.
Expériences avec des organoïdes et des cellules humaines
En utilisant des organoïdes constitués de cellules de souris – essentiellement des foies miniatures dans une boîte de Pétri – les chercheurs ont démontré que les AGCC fournissent des éléments constitutifs essentiels pour la membrane cellulaire des cellules hépatiques. Si les AGCC ne sont pas présents en quantité suffisante, les cellules refusent de croître et de se multiplier. Lorsque les cellules se sont multipliées parce que suffisamment d’acides gras sont disponibles, l’équipe a découvert qu’une enzyme connue sous le nom de SCD1 était particulièrement active. « Nous avons ensuite étudié les processus avec des cellules hépatiques humaines et des échantillons de tissus », explique Yuhan Yin, qui est également l’un des premiers auteurs de l’étude. « SCD1 est également actif chez l’homme lorsque le foie se régénère. »
Applications possibles avant et après la chirurgie
« Il est important de garder à l’esprit que le rôle des bactéries intestinales dans notre corps est très complexe. Nous avons encore un long chemin à parcourir avant de le comprendre pleinement », déclare Klaus-Peter Janssen. Par conséquent, l’étude n’offre pas de recommandations spécifiques pour d’autres actions ou le développement de médicaments. « Cependant, nos résultats pourraient être utilisés pour de nouvelles recherches dans lesquelles les compositions de microbiome offrent de meilleures conditions pour la régénération du foie. » Les médecins pourraient alors examiner les bactéries intestinales des patients pour déterminer si les conditions sont favorables à la chirurgie ou s’il est préférable d’attendre que le microbiome se rétablisse. » Il pourrait également être possible d’influencer la récupération avec un certain régime.
« Et inversement, les médecins pourraient également être en mesure d’examiner le microbiome à travers des échantillons de selles pour déterminer dans quelle mesure le foie se régénère après une opération », explique le professeur Janssen. Cette question fera l’objet d’études ultérieures par l’équipe.
