Une étude révèle le potentiel des métabolites dérivés des bactéries intestinales, tels que le 4-hydroxyindole, à révolutionner le diagnostic et le traitement de l'endométriose, ouvrant ainsi la voie à des thérapies basées sur le microbiote.
Étude : Identification de métabolites distincts dans les selles chez les femmes atteintes d'endométriose pour un diagnostic non invasif et un potentiel de thérapies basées sur le microbiote. Crédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Médicaldes chercheurs américains ont identifié une signature métabolite distincte dans les selles et ont exploré des méthodes de diagnostic non invasives potentielles en combinant le microbiome intestinal et les signatures métabolomiques dans des échantillons fécaux provenant de femmes atteintes d'endométriose.
Arrière-plan
L'endométriose est l'une des principales causes d'infertilité chez les femmes. Dans l'endométriose, l'endomètre s'étend au-delà de l'utérus dans l'espace péritonéal. Ces lésions endométriosiques ectopiques provoquent des douleurs et une inflammation pelviennes. Ces symptômes augmentent la charge de morbidité, aggravée par un diagnostic tardif.
Les méthodes de diagnostic actuelles comme la laparoscopie exploratoire sont invasives et moins accessibles pour le dépistage de routine. La prise en charge clinique de l'endométriose reste un défi, sans remède connu. Malgré l'ablation chirurgicale de l'endomètre ectopique, les symptômes réapparaissent souvent dans jusqu'à 75 % des cas.
Le microbiome intestinal est un facteur principal qui façonne la région péritonéale. Les bactéries intestinales humaines convertissent les nutriments en métabolites actifs qui régulent l’inflammation.
Selon l’hypothèse du « perméabilité intestinale », un déséquilibre microbien dans l’intestin renforce les processus inflammatoires des lésions endométriosiques et favorise leur croissance. Des études ont rapporté des profils microbiens intestinaux modifiés chez les femmes atteintes d’endométriose.
Le traitement antibiotique au métronidazole peut empêcher la progression de l’endométriose dans des modèles animaux. La recherche indique également que les acides gras à chaîne courte (AGCC) produits par les microbes intestinaux protègent contre l'endométriose. Cependant, ces résultats concernent les modèles murins. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour permettre l'application clinique à des sujets humains.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié les caractéristiques du microbiome et du métabolome qui distinguent les femmes avec et sans endométriose. Ils ont déterminé l’influence des métabolites dérivés des bactéries intestinales sur le développement de l’endométriose.
Les chercheurs ont collecté des échantillons fécaux de 18 patientes atteintes d’endométriose et de 31 témoins. Les échantillons ont subi un séquençage bactérien 16S pour déterminer la signature microbiologique de l’endométriose. Une métabolomique impartiale a évalué les caractéristiques métabolomiques de la maladie.
L’équipe a mené des études fonctionnelles sur certains métabolites dérivés du microbiome in vitro en utilisant des cellules dérivées de patients. La chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC-MS) a confirmé les niveaux de métabolites.
Les chercheurs ont utilisé des souris xénotransplantées avec des cellules endométriosiques humaines immortalisées exprimant la luciférase pour une analyse in vivo. Ils ont évalué l’impact des métabolites intestinaux sur l’initiation, le développement et la progression des lésions endométriosiques chez la souris. Pour induire l’endométriose, des fragments d’endomètre ont été injectés dans l’espace péritonéal de souris receveuses. Par la suite, ils ont administré quotidiennement des métabolites par voie orale pendant deux semaines.
L'expression de Ki-67 indique une prolifération cellulaire dans les lésions endométriosiques. La coloration des macrophages F4/80 et l'évaluation cytométrique en flux du lavage péritonéal ont évalué l'infiltration immunitaire.
Une réduction de l'intensité des signaux bioluminescents jusqu'à quatre semaines après le traitement par métabolite a indiqué une régression des lésions.
Facteur nucléaire kappa B (NF-κB), interleukine-6 (IL-6), arginase-1 (Arg1), facteur de croissance analogue à l'insuline-1 (IGF-1) et gène du facteur de croissance transformant bêta (TGF-β) l'expression indiquait l'étendue de l'inflammation.
La diversité alpha, mesurée par l'indice de Simpson, et la diversité bêta, évaluée par la distance UniFrac, ont révélé des différences de composition bactérienne entre les groupes. Les comparaisons taxonomiques ont révélé des différences dans l'abondance bactérienne. La réaction quantitative en chaîne par polymérase (PCR) a confirmé le nombre de bactéries. L'analyse discriminante partielle des moindres carrés (PLS-DA) et l'importance variable dans les scores de projection (VIP) ont identifié des métabolites distincts chez les patientes atteintes d'endométriose.
Résultats
Les chercheurs ont identifié une signature métabolite unique dérivée d’une bactérie associée à l’endométriose. Le profil des métabolites fécaux des participants a montré une altération du métabolisme des purines, fortement corrélé à la maladie inflammatoire de l'intestin (MII), une comorbidité souvent retrouvée chez les femmes atteintes d'endométriose.
L’équipe a détecté des métabolites modifiés dérivés des bactéries intestinales qui pourraient permettre un diagnostic non invasif de l’endométriose. L’un de ces métabolites est le 4-hydroxyindole (4HI). Les patients atteints d'endométriose présentaient des niveaux réduits de 4HI dans leurs échantillons fécaux. Le traitement 4HI a supprimé la douleur et l’inflammation liées à l’endométriose dans les modèles murins. De plus, il empêchait le développement et la progression des lésions endométriosiques et favorisait leur régression. Le métabolite a réduit la masse, le volume, l'épaisseur épithéliale, la viabilité cellulaire, la prolifération, l'infiltration immunitaire et le nombre de glandes endométriales des lésions.
Les chercheurs ont identifié plusieurs biomarqueurs susceptibles de permettre un diagnostic non invasif de l'endométriose. Ceux-ci comprenaient non seulement la 2'-désoxyadénosine, l'acide linoléique et la N-formyl-L-méthionine, mais également la cytosine, l'adénosine et l'adénine.
L’équipe a également identifié une diversité alpha réduite et une diversité bêta considérablement déviée dans les microbiomes intestinaux des patientes atteintes d’endométriose. Les patientes atteintes d'endométriose ont présenté une abondance réduite de Dorea, Faecalibacterium, Ruminococcus, Roseburia, et Alistipes.
En revanche, les décomptes de Bacteroides, Streptococcus, Actinomyces, Erysipelatoclostridium, Tyzzerella, et Lacticaseibacille augmenté. Il existe de fortes corrélations entre le 4HI et les organismes bactériens tels que Faecalibactérie, Dorea, et Lachnospiracées chez les patientes atteintes d'endométriose.
Les résultats de l'étude révèlent un profil distinct de métabolites fécaux chez les patientes atteintes d'endométriose, ce qui pourrait permettre le développement d'une méthode de diagnostic non invasive pour cette maladie.
De futures études pourraient étudier le potentiel thérapeutique du métabolite 4HI dérivé du microbiome intestinal dans l’endométriose. Le 4HI est abondant dans l’intestin sain, et restaurer ses niveaux chez les patientes atteintes d’endométriose peut améliorer l’état et réduire le fardeau de la maladie. Cette découverte ouvre la voie à des thérapies basées sur le microbiote et à des outils de diagnostic innovants.
