De nouvelles recherches de scientifiques de la Marshall University Joan C. Edwards School of Medicine révèlent que certains sous-produits microbiens intestinaux peuvent être prometteurs en tant que nouvelle thérapie pour les complications métaboliques associées à l'obésité en restaurant des cellules productrices d'hormones critiques dans l'intestin.
L'étude, publiée ce mois-ci dans le Journal international des sciences moléculairesse concentre sur les cellules spécialisées des cellules entéroendocrines (EECS) dans l'intestin qui jouent un rôle clé dans la régulation métabolique en libérant des hormones telles que le peptide-1 de type glucagon (GLP-1), qui stimulent la sécrétion d'insuline et suppriment l'appétit. Dans l'obésité, ces cellules sont diminuées en nombre et en fonction, contribuant à la résistance à l'insuline et à une mauvaise santé métabolique.
Les chercheurs ont étudié comment les métabolites microbiens dérivés du tryptophane alimentaire-acide aminé trouvé dans les aliments riches en protéines peuvent aider à restaurer le nombre de CEE. Plus précisément, ils ont étudié les effets de l'indole, un métabolite clé du tryptophane produit par les bactéries intestinales, sur la différenciation des cellules souches intestinales en EECS.
En utilisant une combinaison d'organoïdes intestinaux humains, connus sous le nom de « mini-botte » et de modèles de rats, l'équipe de recherche a découvert que l'obésité avait conduit à une goutte à 60% significative dans le nombre de cellules productrices d'hormones dans les intestins. Cependant, lorsque les organes intestinaux humains ont été traités avec de l'indole ou avec le milieu de culture d'une souche bactérienne probiotique cultivée en tryptophane, le nombre de ces cellules a plus que doublé. Cet effet a été bloqué lorsqu'un récepteur cellulaire spécifique appelé récepteur d'hydrocarbures aryle (AHR) a été désactivé, suggérant que cette voie joue un rôle clé dans le processus.
Nos résultats suggèrent que les métabolites microbiens dérivés du tryptophane alimentaire peuvent inverser les réductions associées à l'obésité des cellules intestinales sécrétant les hormones. Cela indique une stratégie thérapeutique potentielle qui exploite les microbes intestinaux pour améliorer les résultats métaboliques dans l'obésité. »
Alip Borthakur, Ph.D., professeur adjoint de sciences biomédicales à la Joan C. Edwards School of Medicine et chercheur principal et auteur correspondant à l'étude
L'étude fournit des preuves fondamentales soutenant le développement d'interventions ciblées par microbiote, telles que les approches probiotiques ou alimentaires pour augmenter la production d'hormones incrétine pour améliorer le métabolisme du glucose et réguler l'appétit chez les personnes atteintes d'obésité.
En plus de Borthakur, les co-auteurs de l'étude comprennent: l'étudiant de premier cycle Morrison Chicko, les étudiants diplômés James Hart et Hassan Mansour, le doctorant Harshal Sawant et les membres du corps professoral Subha Arthur, Ph.D., et Jennifer Haynes, Ph.D.
« Il a été passionnant de mentorr quatre étudiants Marshall enthousiastes, intelligents, curieux et dévoués à différents moments de l'étude », a déclaré Borthakur. « Ils étaient ravis d'utiliser le modèle« mini-intestin », un modèle organoïde intestinal humain 3D qui représente vraiment l'architecture et la complexité de composition de l'intestin humain indigène.»
Cette étude a été soutenue par les National Institutes of Health Funding de l'Institut national des maladies allergiques et infectieuses (NIAID): (AI130790-03) et National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) (projet n ° 4 de Cobre: P20 GM 121299-05) au Dr Borthakur.
