Une étude pluriannuelle sur le rôle d’E. coli bactéries intestinales dans la maladie de Crohn constate que l’inflammation intestinale libère des substances chimiques qui nourrissent la croissance des bactéries et favorisent leur capacité à provoquer une inflammation.
Les résultats identifient de nouvelles pistes de traitement qui perturbent sélectivement les composés qui alimentent E. coli.
L’étude, « Mucosal Metabolites Fuel the Growth and Virulence of E. coli Linked to Crohn’s Disease », publiée le 12 avril dans la revue JCI Insight, se concentre sur la maladie de Crohn iléale, une maladie intestinale inflammatoire qui affecte la dernière partie de l’intestin grêle.
Un type particulier d’E. coli, appelé E. coli adhérent et invasif (AIEC), qui adhère aux cellules épithéliales cultivées de l’intestin (la muqueuse intestinale) et les envahit et se réplique dans les globules blancs défensifs (macrophages), a été isolé dans 21 à 63% des patients atteints de la maladie de Crohn iléale, ce qui conduit les chercheurs à soupçonner que l’AIEC joue un rôle clé dans le processus de la maladie.
Les chercheurs ont adopté une approche multidisciplinaire basée sur le patient pour identifier les facteurs trouvés chez les patients associés à l’AIEC iléal, et l’impact de ces facteurs sur la croissance et la virulence de l’AIEC. Le Dr Shiying Zhang, associé de recherche principal au Collège de médecine vétérinaire, a dirigé les expériences liées à l’AIEC, guidé par les analyses à plusieurs volets du Dr Xochitl Morgan de l’Université d’Otago.
Cette étude nous donne une toute nouvelle feuille de route basée sur les patients que nous pourrions vouloir cibler pour empêcher l’E. coli associé à Crohn de se développer et d’inciter à l’inflammation.
Kenneth Simpson, auteur principal, professeur, Département des sciences cliniques, Collège de médecine vétérinaire et à Weill Cornell Medicine à New York
Les défauts génétiques, le régime alimentaire et les bactéries intestinales sont tous soupçonnés de jouer un rôle dans la maladie de Crohn. Des études ont montré que l’inflammation et la composition du microbiome (populations de bactéries intestinales) sont liées, de sorte que lorsque l’intestin est enflammé, le microbiome passe de bactéries plus bénéfiques à des bactéries plus hostiles, telles que E. coli.
Dans cette étude, l’équipe de recherche a caractérisé le microbiome iléal, l’environnement chimique et les bactéries cultivables ainsi que la prédisposition génétique des patients avec et sans la maladie de Crohn. Ils voulaient savoir pourquoi l’inflammation intestinale entraîne une évolution vers E. coli chez les personnes, les chiens, les chats et les souris.
« Notre pensée était que ce type d’E. coli peut utiliser des substances générées par l’inflammation intestinale pour se développer et supplanter d’autres bactéries », a déclaré Simpson. « Essentiellement, nous avons constaté que la muqueuse iléale fournit un menu complet de produits chimiques que l’AIEC peut mélanger et assortir pour la croissance et la virulence. »
Les chercheurs ont déterminé que l’inflammation crée un environnement chimique enrichi en un certain nombre de composés (appelés métabolites), notamment des phospholipides et des acides aminés, que l’E. coli associé à Crohn peut utiliser de manière sélective pour la croissance, l’énergie, la résistance au stress et le mouvement vers la muqueuse intestinale. .
Ils ont ensuite déterminé que l’éthanolamine et la glutamine associées aux phospholipides accentuaient le comportement agressif de l’AIEC dans les cellules en culture, et ils ont lié l’utilisation de l’éthanolamine à l’inflammation intestinale dans un modèle de maladie intestinale inflammatoire.
Des études antérieures ont identifié que les personnes atteintes de la maladie de Crohn iléale présentent des défauts dans les gènes qui altèrent la capacité des macrophages à tuer l’AIEC. Cette étude établit un lien entre la survie d’E. coli dans l’intestin et sa capacité à se répliquer dans les macrophages. « Adherent Invasive E. coli est vraiment robuste et sa capacité à survivre dans l’intestin enflammé, où d’autres bactéries périssent, peut également lui permettre de prospérer dans les macrophages d’un individu sensible à la maladie de Crohn », a déclaré Simpson.
L’équipe a découvert que E. coli chez de nombreuses personnes atteintes de la maladie de Crohn est résistante à plusieurs classes d’antibiotiques. Ils croient que l’utilisation aveugle d’antibiotiques peut favoriser l’E. coli intestinal et les bactéries apparentées qui peuvent ensuite exploiter un individu sensible.
Les co-auteurs incluent des chercheurs du Jill Roberts Center for Inflammatory Bowel Disease ; l’Institut Boyce Thompson; et le Centre de biologie et de maladies gastro-intestinales de l’Université de Caroline du Nord Chapel Hill ; Université d’Otago en Nouvelle-Zélande ; Université de Harvard; l’Université de Shimane au Japon ; et l’hôpital John Radcliffe au Royaume-Uni, entre autres.
L’étude a été financée par la Crohn’s Colitis Foundation, Helmsley Trust, les National Institutes of Health et la regrettée Jill Roberts, qui a inspiré la recherche inter-campus à Cornell et a fondé le Jill Roberts Center and Institute for Inflammatory Bowel Disease.
