Dans une étude récente publiée dans le npj Biofilms Microbiomes, les chercheurs ont étudié l'association entre la composition du microbiote intestinal (GM) et les fractures incidentes dans la cohorte 2002 du programme finlandais de surveillance des risques (FINRISK).
Étude: Associations entre microbiote intestinal et fractures incidentes dans la cohorte FINRISKCrédit photo : Emily Frost/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les fractures de fragilité, souvent causées par l’ostéoporose (une maladie qui fragilise les os et les rend sujets aux fractures), touchent une femme sur deux et un homme sur quatre, la faible densité minérale osseuse (DMO) étant le principal facteur de risque.
Au-delà de la DMO, le risque de fracture est influencé par la qualité osseuse et par des facteurs non squelettiques comme le contrôle neuromusculaire. La masse osseuse joue un rôle dans la régulation de la masse osseuse, mais des études antérieures sur la masse osseuse et la santé osseuse ont montré des résultats incohérents en raison de la petite taille des échantillons et des modèles transversaux.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour clarifier les résultats incohérents des études précédentes et explorer l’association potentielle entre la composition du GM et le risque de fracture dans une large cohorte prospective.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé les données de la cohorte FINRISK 2002, ciblant les résidents finlandais âgés de 25 à 74 ans qui vivaient dans l'une des six régions suivantes : Carélie du Nord, Oulu, Laponie, Savonie du Nord, Turku et Loimaa, ou Helsinki et Vantaa.
Les participants ont été sélectionnés de manière aléatoire en fonction du sexe et de la tranche d'âge par le biais du Système national d'information sur la population. 13 498 personnes ont été invitées, dont 8 783 ont participé. Parmi elles, 7 231 ont fourni des échantillons de selles et 7 102 disposaient de données phénotypiques suffisantes pour l'analyse.
Après avoir exclu les participants ayant un faible nombre de lectures et ceux qui étaient enceintes au départ, 7 043 personnes ont été incluses dans l'analyse finale.
Les visites de référence ont eu lieu sur une période de trois mois au début de l'année 2002, et tous les participants ont fourni un consentement éclairé écrit conformément aux réglementations éthiques approuvées par le Comité de coordination d'éthique du district hospitalier universitaire d'Helsinki.
Les participants ont rempli des questionnaires sur l'activité physique, le tabagisme, la consommation d'alcool et d'aliments, et l'utilisation d'un traitement hormonal substitutif. L'utilisation de médicaments a été suivie, en particulier ceux affectant le GM et la protéine C-réactive à haute sensibilité.
La CRP a été mesurée dans des échantillons de sérum. Les données sur les fractures ont été recueillies à partir des dossiers médicaux finlandais, en se concentrant sur les fractures incidentes, avec des ajustements effectués pour les fractures antérieures. Les principales maladies, notamment les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, les maladies cardiovasculaires, le cancer et le diabète, ont été identifiées à l'aide de divers registres nationaux.
Des échantillons fécaux ont été collectés, stockés, puis séquencés pour une analyse du microbiome, avec un profilage taxonomique et fonctionnel réalisé à l'aide d'outils bioinformatiques avancés.
Des analyses statistiques, notamment la régression de Cox, ont évalué les associations entre la composition du microbiote intestinal et le risque de fracture, en tenant compte de diverses covariables. Les données manquantes n'ont pas été imputées et plusieurs modèles ont été utilisés pour tenir compte de différentes variables, avec des corrections conservatrices pour les tests multiples.
Résultats de l'étude
L'étude s'est concentrée sur les mesures de diversité alpha et bêta pour évaluer la composition globale de la GM. Le modèle principal, ajusté en fonction de l'âge, des médicaments, du sexe, des antibiotiques et des fractures antérieures, a révélé qu'une diversité alpha plus élevée, mesurée par l'indice de Shannon, était associée à un risque réduit de fractures (HR 0,92 par augmentation de l'écart type, IC à 95 % 0,87-0,96, P = 0,006).
De même, la diversité bêta, évaluée par le biais de la première composante principale de la distance d'Aitchison, était liée au risque de fracture (HR 0,90, IC à 95 % 0,85–0,96, P = 0,0007). Ces résultats suggèrent une association significative entre la composition globale de la GM et le risque de fracture incidente.
Des analyses plus poussées ont permis d'identifier l'embranchement des Tenericutes, et en particulier la classe des Mollicutes, comme étant associé à une diminution du risque de fracture. Des ordres spécifiques au sein des Mollicutes, tels que les Mycoplasmatales, les Acholeplasmatales et les Entomoplasmatales, ont contribué de manière significative à cette association.
Les analyses exploratoires des genres et espèces les plus abondants ont montré que Parabacteroides, Lachnoclostridium et des espèces comme Oscillibacter sp. ER4 et Parabacteroides distasonis étaient liés au risque de fracture.
Les analyses de sensibilité, excluant les personnes souffrant de pathologies ou de traitements susceptibles de fausser les résultats, ont confirmé ces résultats, bien que la prudence soit de mise dans l'interprétation de l'association avec Oscillibacter sp. ER4 en raison d'hypothèses de risque proportionnel non satisfaites.
Les analyses stratifiées selon le sexe ont indiqué que l’indice de Shannon était associé aux fractures chez les femmes mais pas chez les hommes, bien qu’aucune interaction statistiquement significative entre le sexe et l’indice de Shannon n’ait été observée.
Les associations entre les protéobactéries, les Tenericutes et la diversité bêta avec le risque de fracture étaient significatives chez les femmes, mais ont montré des tendances similaires chez les hommes malgré la sous-cohorte masculine plus petite.
Les sous-analyses axées sur les fractures ostéoporotiques majeures (FOM) et les fractures de la hanche ont révélé que les protéobactéries étaient associées à un risque accru. Dans le même temps, les tenericutes étaient associées à un risque réduit, ce qui concorde avec les résultats obtenus pour les fractures sur n'importe quel site osseux.
De plus, la composition des GM était associée au marqueur inflammatoire CRP, les Proteobacteria étant associées à des niveaux accrus de CRP et l'indice Tenericutes et Shannon à des niveaux diminués. Ces associations entre la composition des GM et le risque de fracture n'étaient pas significativement modifiées après ajustement en fonction des niveaux de CRP.
Le profilage fonctionnel a identifié 785 groupes fonctionnels associés au risque de fracture, principalement liés à une diminution du risque et souvent liés au métabolisme des acides aminés.
Notamment, les groupes fonctionnels associés à l’abondance relative de Proteobacteria et de Tenericutes étaient fortement corrélés au risque de fracture, suggérant leur implication potentielle dans les associations observées entre la composition des GM et le risque de fracture.
Par exemple, les groupes fonctionnels liés à la synthèse des acides aminés à chaîne ramifiée étaient corrélés négativement avec les Proteobacteria. Dans le même temps, les Tenericutes ont montré des corrélations positives avec les voies du métabolisme du butyrate, mettant en évidence les mécanismes possibles sous-jacents à ces associations.
Conclusions
En résumé, une diversité alpha plus élevée était corrélée à un risque de fracture plus faible, tandis que l'abondance relative des protéobactéries, en particulier des gammaprotéobactéries, était liée à un risque accru. À l'inverse, l'abondance des Tenericutes était associée à un risque de fracture réduit. Les analyses fonctionnelles ont identifié des voies liées à la santé osseuse qui peuvent jouer un rôle médiateur dans ces effets.
