• Réduire le texte
  • Rétablir taille du texte
  • Augmenter le texte
  • Imprimer
Formes bacteriennes.
Concours/exposition de photographies sur le thème « Arts et science » à Jouy-en-Josas en 2009.. © © INRA, MEYLHEUC Thierry

Microbiote intestinal et santé

Le rôle du microbiote intestinal dans le contrôle des voies de signalisation modulant la prise alimentaire et intervenant dans l'obésité

Les altérations du microbiote intestinal sont associées au développement de troubles métaboliques, incluant l'obésité, le diabète, l'hyperphagie et la stéatose hépatique non alcoolique (NASH). Nous avons démontré que la susceptibilité à l'obésité est caractérisée par un microbiote défavorable de l'hôte favorisant l'inflammation systémique, le gain de poids et l'hyperphagie lors de l'alimentation obésogène.

Mis à jour le 05/07/2013
Publié le 17/06/2013

L’obésité connaît une forte progression dans les pays occidentaux et sa prévalence atteint 20% en Europe. En France, plus de 5,9 millions d’adultes sont obèses et 14,4 millions en surpoids (Enquête Epidémiologique ObEpi 2006 – SOFRES]. L’obésité est associée à des pathologies telles que les maladies cardio-vasculaires, le diabète de type 2 et la stéatose hépatique non alcoolique (NASH). Il a été montré que les bactéries intestinales modulent l'homéostasie énergétique, participant ainsi au contrôle du poids corporel, de l'adiposité, de la sensibilité à l'insuline et du métabolisme glucidique et lipidique.

Nos études récentes démontrent que les souris axéniques (dépourvues de microbiote intestinal) montrent une préférence et une consommation accrue d'une émulsion lipidique par rapport aux souris conventionnelles, ce qui favorise une augmentation de l'apport calorique. Cet effet a été associé à une surexpression du récepteur CD36 au niveau de l'épithélium lingual et une régulation négative (sous-expression) au niveau intestinal des récepteurs des acides gras  couplés à la protéine G à savoir GPR40/41/43/120 présents sur les cellules entéroendocrines. En outre, les souris axéniques présentent une diminution d'expression des peptides satiétogènes, CCK, GLP-1 et PYY associée à de faibles niveaux circulants de la leptine et de la ghréline. De plus, nous avons démontré que les souris axéniques possèdent un faible nombre de cellules endocrines dans l'iléon, et plus dans le côlon, mais un nombre égal dans la partie proximale de l’intestin (duodénum, jéjunum). Enfin, les souris axéniques montrent des altérations des paramètres biochimiques plasmatiques qui miment un état de jeûne, avec une augmentation du métabolisme des graisses et une diminution des niveaux du glucose circulants. Ces résultats suggèrent que la perception orale des nutriments (épithélium lingual) chez les souris axéniques est augmentée contrairement à la perception post-orale (digestive) modulant ainsi la satiété de ces souris.

Nous avons utilisé le rat DIO / DR (Diet-induced Obesity /Diet resistant) comme le modèle animal mimant l'obésité humaine. Les rats DIO présentent une faible suppression de l'apport énergétique en réponse à une charge intragastrique d'émulsion lipidique, par rapport aux rats DR. Cet effet a été associé à une diminution d'expression génique et protéique des peptides satiétogènes à savoir la cholécystokinine (CCK), le polypeptide YY (PYY) et le glucagon-like peptide-1 (GLP-1). De plus, nous avons démontré que les rats DIO ont des niveaux augmentés d'expressions géniques et protéiques des récepteurs des acides gras, couplés à la protéine G, présent sur les cellules entéroendocrines à savoir GPR40, GPR41 et GPR120 par rapport aux animaux DR.

Récemment, nous avons démontré dans notre laboratoire que les altérations du microbiote intestinal sont associées au développement des troubles métaboliques. Les rats prédisposés à l’obésité (OP) soumis à un régime hypercalorique présentent un profil du microbiote intestinal différent de celui des rats résistants à l’obésité (OR), avec une réduction des firmicutes et une augmentation des proteobactéries et des oscillobactéries. Nous avons conclu que le transfert du microbiote intestinal issu des rats OP (donneurs) chez des souris axéniques (receveurs) permet de reproduire parfaitement les signatures phénotypiques et métaboliques des donneurs (OP). Cet effet se traduit par une altération de la signalisation intestinale des nutriments, une hyperphagie, une augmentation de la perméabilité intestinale et des niveaux plasmatiques des cytokines pro-inflammatoires. Cette inflammation à bas bruit est induite par l'activation de la voie NF-κB/IKKβ aux niveaux hépatique, adipeux et hypothalamique (figure 4). Ces modifications pathologiques sont corrélées à une induction de la lipogenèse et de l'adipogenèse dans le foie et les tissus adipeux chez les rats OP et les souris axéniques transplantées avec le microbiote intestinal issu des rats OP.

Ainsi, nous avons conclu que la susceptibilité à l'obésité est caractérisée par un microbiote défavorable de l'hôte favorisant l'inflammation systémique, le gain de poids et l'hyperphagie lors de l'alimentation obésogène.

A cours terme, nous explorerons les mécanismes d'interaction bactéries-hôtes afin d'identifier la ou les molécules bioactives par lesquelles le microbiote intestinal prévient l'installation du syndrome métabolique. Nous envisageons d'identifier ce(s) clone(s) en criblant une banque métagénomique. De même, nous cultiverons des bactéries anaérobies capables d'activer l'expression et la sécrétion des peptides satiètogènes, à savoir le peptide YY et le GLP-1, sur des lignées des cellules entéroendocrines de type L. Ces études nous conduiront à identifier l'espèce microbienne représentée par le clone d'intérêt ainsi que le(s) gène(s) impliqué(s) dans cet effet stimulant de sécrétion des peptides satiétogènes. L'ensemble de ces données fournira des arguments scientifiquement fondés pour prévenir l'installation et le développement de l'obésité.

En savoir plus

  • Duca, FA, Swartz TD, Sakar, Y, Covasa M.  Increased oral detection, but decreased intestinal signaling for fats in mice lacking gut microbiota. PLoSONE 2012, DOI: 10.1371/journal.pone.0039748
  • Duca, FA, Swartz TD, Sakar, Y, Covasa M. Decreased intestinal nutrient response in diet-induced obese rats: role of gut peptides and nutrient receptors. International Journal of Obesity (2012)