L’excès de sucre entrave les cellules qui renouvellent la muqueuse du côlon dans un modèle murin de maladie inflammatoire de l’intestin (MII), selon une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Université de Pittsburgh.
Les conclusions, publiées dans Gastro-entérologie cellulaire et moléculaire et hépatologiepourrait aider à comprendre pourquoi la limitation des aliments sucrés peut atténuer les symptômes des patients atteints de MII.
La prévalence des MII augmente dans le monde entier, et elle augmente le plus rapidement dans les cultures aux modes de vie urbains industrialisés, qui ont généralement des régimes riches en sucre. Trop de sucre n’est pas bon pour diverses raisons, et notre étude ajoute à cette preuve en montrant comment le sucre peut être nocif pour l’intestin. Pour les patients atteints de MII, sucre à haute densité – ; trouvé dans des choses comme les sodas et les bonbons – ; pourrait être quelque chose à éviter. »
Timothy Hand, Ph.D., auteur principal, professeur agrégé de pédiatrie et d’immunologie à la Pitt’s School of Medicine et à l’UPMC Children’s Hospital de Pittsburgh
Dirigés par Ansen Burr, Ph.D., un étudiant du programme de formation des scientifiques médicaux de Pitt, les chercheurs ont commencé par nourrir les souris avec un régime standard ou riche en sucre. Ensuite, ils ont imité les symptômes de la MICI en traitant les animaux avec un produit chimique appelé DSS qui endommage le côlon.
À leur grande surprise, toutes les souris soumises au régime riche en sucre sont mortes dans les neuf jours. En revanche, tous les animaux soumis au régime standard ont survécu jusqu’à la fin de l’expérience de 14 jours.
Pour savoir ce qui rendait le sucre si mortel chez les souris présentant des symptômes de MII, l’équipe a examiné le côlon des animaux. Également connu sous le nom de gros intestin, le côlon est tapissé d’une couche de cellules épithéliales disposées en projections en forme de doigts appelées cryptes. Dans un côlon sain, ces cellules sont continuellement reconstituées en divisant les cellules souches au fond de chaque crypte.
« L’épithélium du côlon est comme un tapis roulant », a déclaré Hand, qui est également directeur du Pitt’s Gnotobiotic Animal Core Laboratory. « Il faut cinq jours aux cellules pour parcourir le circuit du bas vers le haut de la crypte, où elles sont versées dans le côlon et déféquées. Vous faites essentiellement un tout nouveau côlon tous les cinq jours. »
Lorsque les souris suivant un régime riche en sucre ont reçu du DSS, ce circuit s’est effondré, a déclaré Hand. Chez certains animaux, la couche protectrice de cellules épithéliales a été complètement perdue, ce qui a rendu le côlon plein de sang et de cellules immunitaires.
De manière inattendue, un régime riche en sucre était tout aussi mortel chez les souris sans germes traitées avec du DSS, montrant que le sucre affecte directement le côlon et ne dépend pas du microbiome intestinal comme les chercheurs l’avaient prédit.
Ensuite, l’équipe a testé comment le sucre affectait les colonoïdes de souris et humains, des intestins miniatures de la taille d’une graine de pavot qui peuvent être cultivés dans une boîte de laboratoire. À mesure que les concentrations de glucose, de saccharose ou de fructose augmentaient, moins de colonoïdes se développaient et leur croissance ralentissait, preuve que le sucre altérait la division cellulaire.
« Nous avons constaté que les cellules souches se divisaient beaucoup plus lentement en présence de sucre – ; probablement trop lentes pour réparer les dommages au côlon », a déclaré Hand. « L’autre chose étrange que nous avons remarquée, c’est que le métabolisme des cellules était différent. Ces cellules préfèrent généralement utiliser des acides gras, mais après avoir été cultivées dans des conditions riches en sucre, elles semblaient s’enfermer dans l’utilisation de sucre. »
Dans des conditions sucrées, les cellules avaient des voies métaboliques considérablement modifiées et elles produisaient des niveaux inférieurs d’ATP, la molécule fournissant de l’énergie qui pilote les processus cellulaires. Les chercheurs soupçonnent que ce recâblage des voies cellulaires inhibe la capacité des cellules souches à se diviser, ralentissant le renouvellement de la muqueuse du côlon et accélérant les dommages intestinaux dans les MICI.
Selon Hand, ces résultats pourraient aider à expliquer d’autres recherches qui ont lié les boissons sucrées, y compris les sodas, les boissons gazeuses et les jus, à des résultats négatifs chez les patients atteints de MICI.
« Si vous mangez une pomme ou une orange, vous mangez beaucoup de sucre, mais ce sucre est lié dans les cellules du fruit, il faut donc beaucoup de temps pour digérer et ouvrir ces cellules pour obtenir le sucre », a déclaré Main. « Alors que si vous buvez un soda, le sucre est disponible presque à la seconde où il atteint votre intestin, et il est facile de boire une énorme quantité de sucre en très peu de temps. Nos recherches suggèrent que la consommation de niveaux élevés de sucre pourrait avoir des effets négatifs pour réparer le côlon chez les patients atteints d’une maladie inflammatoire de l’intestin. »
Hand a déclaré que les recherches futures, effectuées en collaboration avec le co-auteur Semir Beyaz, Ph.D., professeur adjoint au Cold Spring Harbor Laboratory, se concentreront sur la compréhension de la façon dont le régime alimentaire et la réponse immunitaire peuvent affecter les MII.
« Je pense que nous devons enquêter plus en profondeur sur les régimes qui bénéficieront aux patients souffrant de lésions intestinales, que ce soit à cause des MII ou de la radiothérapie pour traiter le cancer du côlon », a déclaré Hand. « Il s’agit d’une approche nutraceutique des dommages au côlon, ou de l’idée de trouver le bon régime alimentaire pour un patient particulier. »
Les autres auteurs de l’étude étaient Junyi Ji, B.Med., de l’Université Tsinghua; Kadir Ozler, BS, Onur Eskiocak, BS, et Brian Yueh, BS, du Cold Spring Harbor Laboratory ; et Heather L. Mentrup, Ph.D., Rachel Cumberland, BA, Ashley V. Menk, BS, Natalie Rittenhouse, BS, Chris W. Marshall, Ph.D., Pailin Chiaranunt, BS, Xiaoyi Zhang, MD, Ph. D., Lauren Mullinax, MD, Abigail Overacre-Delgoffe, Ph.D., Vaughn S. Cooper, Ph.D., Amanda C. Poholek, Ph.D., Greg M. Delgoffe, Ph.D., et Kevin P. Mollen, MD, tous de Pitt ou UPMC.
Ce travail a été soutenu par le Richard King Mellon Institute for Pediatric Research, les National Institutes of Health (T32AI089443-10), la Damon Runyon Cancer Research Foundation (2360-19), la Kenneth Rainin Foundation et la Cancer Center Support Grant (5P30CA045508) .
