Dans une étude récente publiée dans le Journal de l’Association Alzheimer (AA)les chercheurs ont examiné les effets d’un régime cétogène méditerranéen modifié à faible teneur en glucides (MMKD) sur le microbiome intestinal et le métabolome de patients à risque de maladie d’Alzheimer (MA).
Étude : Effets d’un régime cétogène et faible en gras sur le métabolome humain, le microbiome et le foodome chez les adultes à risque de maladie d’Alzheimer. Crédit d’image : Yulia Furman/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Bien que la pathologie de la MA implique plusieurs changements systémiques, la dérégulation métabolique est un changement primaire observé tout au long de la MA. Cependant, il n’est pas évident d’identifier les métabolites associés à la MA car ses signatures métaboliques varient selon le sexe et le génotype de l’apolipoprotéine E (APOE).
Des études ont montré une corrélation entre l’incidence de la MA et les métabolites, tels que le β-hydroxybutyrate de corps cétonique, la valine et l’acétone. De plus, les triglycérides sont impliqués dans les troubles cognitifs légers (MCI) et l’apparition de la MA. De manière frappante, la découverte de l’axe intestin-cerveau (GBA) a conduit à l’exploration d’un microbiome intestinal altéré dans la MA.
Les acides biliaires sont responsables de l’élimination du cholestérol dans le cerveau, dont l’accumulation pourrait entraîner une encéphalopathie hépatique, une maladie du foie qui augmente le risque de développer la MA. Puisque le microbiote intestinal transforme les acides biliaires, c’est un autre domaine fascinant de la recherche sur la maladie d’Alzheimer. Le fil conducteur entre le microbiote intestinal, l’état neurocognitif et les troubles métaboliques est leur lien avec l’alimentation.
À propos de l’étude
Dans un essai précédent, les chercheurs ont observé que le MMKD augmentait les niveaux d’amyloïde β 42 (Aβ42) et diminuait les niveaux de tau dans le liquide céphalo-rachidien (LCR). En outre, il a augmenté les taux d’hémoglobine A1c (Hb1Ac), d’insuline et de triglycérides chez les patients MCI. De plus, ces patients ont montré une augmentation de la perfusion cérébrale et de l’absorption de cétones, deux mesures de la fonction cérébrale.
De plus, le MMKD a affecté de manière significative les populations microbiennes intestinales, y compris le mycobiome et les métabolites des selles. Par exemple, MMKD a augmenté l’abondance relative des taxons bactériens Entérobactéries, Akkermansiaetc., et Agaricus et Mrakia espèces fongiques chez les patients MCI. Sur le plan métabolique, ce régime a été impliqué avec une augmentation du butyrate et du propionate dans les selles.
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé le séquençage métagénomique shotgun et la métabolomique pour étudier les mêmes échantillons de patients que ceux utilisés dans l’essai précédent. Cela les a aidés à mieux caractériser la relation complexe entre l’alimentation, l’état cognitif et le microbiome et le métabolome intestinaux des patients MCI et des individus cognitivement normaux (CN). Ils ont extrait l’acide désoxyribonucléique (ADN) pour le séquençage métagénomique et les métabolites pour l’analyse par spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) non ciblée.
L’équipe a utilisé les directives du National Institute on Aging (NIA)-AA pour la détection clinique des patients MCI et les critères AD Neuroimaging Initiative (ADNI) pour identifier les patients atteints de CN. De plus, ils ont utilisé une conception croisée randomisée et ont laissé tous les participants consommer soit un MMKD, soit le régime faible en gras de l’American Heart Association (AHAD) pendant six semaines, le régime de contrôle. Après un sevrage de six semaines, ces participants ont consommé le deuxième régime pendant six semaines.
Ensuite, les chercheurs ont largement évalué les associations du microbiome, du foodome et du métabolome avec le régime alimentaire et le statut cognitif via la réduction de la dimensionnalité. Ils ont mis à jour cette méthode et utilisé la régression inférentielle bayésienne pour lire des microbes, des aliments et des métabolites particuliers associés au régime alimentaire, au statut cognitif ou aux deux. Enfin, l’équipe a recueilli des échantillons de selles des participants au début et à la fin de chaque intervention diététique et six semaines après l’arrêt du régime pris plus tard.
Résultats
La cohorte de l’étude comprenait 23 participants adultes, dont 20 ont terminé l’intervention complète. Les auteurs ont trouvé une abondance relative plus élevée de Akkermansia sp. sur le MMKD que sur l’AHAD et une augmentation similaire de l’abondance relative de composeur et Bactériodes sp. dans les groupes CN vs MCI. De plus, ils ont détecté que de nombreuses sous-espèces de Akkermansia muciniphila ont été enrichis sur le MMKD mais pas sur l’AHAD. Parmi les individus du CN inscrits au MMKD, Dialister invisus, et beaucoup Bacteriodes fragilis souches ont été enrichies.
Étant donné que ce régime améliore le métabolisme et la sensibilité à l’insuline, l’enrichissement en Akkermansia muciniphila n’était pas spécifiquement lié à la composition du régime alimentaire. Il aurait pu s’enrichir pour améliorer la régulation métabolique liée à la sensibilité à l’insuline.
Le Alistipes sp. CAG : 514 pour Bifidobactérie adolescentis Le rapport était nettement différent entre les groupes MCI et CN, mais après le début de l’AHAD, pas du MMKD, soulignant qu’une intervention alimentaire peut altérer le microbiome et les métabolites/molécules de signalisation en aval. Cette observation était spécifique aux participants souffrant de troubles cognitifs, ce qui suggère que les individus de tout le spectre cognitif peuvent répondre de manière variable aux interventions ayant un impact sur le microbiome. En outre, les auteurs ont noté que les individus positifs pour APOE4 avaient plus de microbes intestinaux synthétisant le GABA et, par conséquent, plus de GABA dans leur LCR.
Les implications directes de ces changements intestinaux sur le système nerveux central (SNC) restent floues. De futures études évaluant le microbiome chez les patients présentant des troubles cognitifs et une modification par intervention sont nécessaires. De toute évidence, le dysfonctionnement du GABA dans l’intestin et le cerveau se produit probablement différemment, en particulier au cours des premiers stades de la MA examinés dans cette étude.
Note Alistipe synthétiser l’acide gamma-aminobutyrique (GABA); L’AHAD a probablement augmenté la production de GABA chez les patients MCI grâce à une augmentation de la production de GABA Alistipe sp. Inversement, le MMKD régule la production de GABA chez les individus MCI et CN en augmentant l’abondance relative de la régulation du GABA. Akkermansia muciniphila.
Les acides biliaires régulent le métabolisme du cholestérol. En conséquence, les auteurs ont trouvé des associations spécifiques au MMKD entre les microbes contenant l’hydrolase des sels biliaires (BSH) et certains acides biliaires. Cependant, ils n’ont pas observé d’associations spécifiques au régime alimentaire entre les classifications plus larges des acides biliaires. Ainsi, la teneur en matières grasses du régime alimentaire ou l’état cognitif d’un individu n’ont probablement eu aucun effet sur les catégories d’acides biliaires, par exemple, les acides biliaires non conjugués et conjugués.
conclusion
Malgré plusieurs défis techniques, cet essai longitudinal a utilisé des méthodes statistiques qui tenaient compte de la rareté et de la composition des données et identifiaient les caractéristiques microbiennes et métabolites spécifiques à l’alimentation et à la fonction cognitive. Les études futures devraient évaluer plus en détail le métabolisme des lipides, la cétogenèse et d’autres processus similaires connus pour être perturbés par l’alimentation pendant la MA.
