La flore intestinale livre ses secrets pour développer de nouveaux traitements contre le diabète

Publié par Isabelle le 21/02/2020 à 14:00
Source: Université McGill
Un composé organique produit par la flore intestinale, le métabolite 4-Cresol, aurait des effets protecteurs contre le diabète de type 1 et de type 2, notamment en stimulant la croissance des cellules bêta du pancréas qui produisent l'insuline (L'insuline (du latin insula, île) est une hormone peptidique sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans du pancréas. Elle a, avec le glucagon, un rôle...). C'est ce que montre une nouvelle étude publiée dans Cell Reports par des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) McGill, l'Université de Kyoto et l'Iserm/Université de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien,...). Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles pistes thérapeutiques qui pourraient améliorer la situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le...) de millions de patients.

En 2019, Diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète » vient du grec ancien...) Canada rapportait qu'un Canadien sur trois est atteint de diabète ou de prédiabète. Cette maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.), dont la prévalence ne cesse d'augmenter, est associée à un risque accru de développer des pathologies cardiovasculaires, ce qui en fait un problème de santé publique (La santé publique peut être définie de diverses manières. On peut en effet la présenter comme « l'étude, d'une part, des déterminants physiques, psychosociaux et...) majeur. Développer et améliorer les traitements destinés à ces patients est donc essentiel.

Des études récentes ont montré que les formes fréquentes de diabète sont causées par la mutation de plusieurs gènes et par des facteurs liés à l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...) et à certaines compositions de la flore intestinale (La flore intestinale est l'ensemble des micro-organismes qui se trouvent dans le tube digestif. Le terme de flore intestinale n'est guère correct, puisqu'il s'agit surtout de bactéries alors que le terme flore...).

Des travaux menés par le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes...) Inserm Dominique Gauguier au sein du laboratoire " Toxicité environnementale, cibles thérapeutiques, signalisation cellulaire et biomarqueurs " (Inserm/Université de Paris), en collaboration avec des collègues de l'Université de Kyoto et de l'Université de McGill, viennent renforcer ces résultats. Ces travaux mettent en effet à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) une association entre le diabète et un composé organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) produit par la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace géographique ou un écosystème déterminé (par opposition à la faune). Le terme...) intestinale et également présent dans certains aliments, le métabolite 4-cresol.

Les chercheurs ont d'abord réalisé une étude de profilage métabolique, pour identifier tous les types de métabolites présents dans l'organisme, à partir d'échantillons sanguins de 148 adultes, certains d'entre eux diabétiques. L'idée: identifier des marqueurs pouvant être associés au développement de la maladie.

" Nous nous sommes aperçus que le 4-Cresol présentait un réel intérêt. Produit du métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant. C'est un processus ordonné,...) de la flore intestinale, ce composé semble être un marqueur de résistance au diabète. On retrouve notamment des quantités plus faibles de 4-Cresol dans le sérum des patients diabétiques que chez des individus non-diabétiques ", explique François Brial, chercheur Inserm et premier auteur de l'étude.

Travaillant à partir de modèles de diabète et d'obésité (L'obésité est l'état d'une personne, ou d'un animal, souffrant d'une hypertrophie de la masse adipeuse, qui se traduit par un excès de poids, réparti de façon généralisée dans...) chez le rat (Le mot « rat » désigne en français, dans le langage vernaculaire certains mammifères rongeurs, le plus souvent du genre Rattus ou au moins de la famille des...) et la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal...), les chercheurs ont ensuite testé les effets du 4-Cresol sur les signes cliniques du diabète et sur le fonctionnement des cellules bêta du pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et au-dessus des reins. Ses fonctions dichotomiques de glandes...), qui sécrètent l'hormone (Une hormone est un messager chimique véhiculé par le système circulatoire qui agit à distance de son site de production par fixation sur des récepteurs spécifiques.) insuline, dont le rôle est de maintenir l'équilibre du taux de glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est symbolisé par Glc. Il est directement assimilable par l'organisme.) contenu dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart...). Ces cellules bêta s'épuisent au cours de la maladie.

Pistes de traitement

L'équipe a ainsi montré qu'un traitement chronique de 4-Cresol à faible concentration conduit à une amélioration du diabète. Les chercheurs observent notamment une réduction de l'obésité et de l'accumulation de graisse (La graisse est un corps gras se présentant à l'état solide à température ordinaire. Le terme s'oppose aux huiles qui se présentent sous forme liquide. On distingue les graisses des cires, de composition...) dans le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie...), ainsi qu'une augmentation de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces...) pancréatique, une stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis...) de la sécrétion d'insuline et une prolifération des cellules bêta pancréatiques.

" Alors que nous manquons aujourd'hui de thérapies pour stimuler la prolifération des cellules bêta du pancréas et améliorer leur fonction, ces résultats sont donc particulièrement encourageants. Par ailleurs, ils confirment l'impact de la flore intestinale sur la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) humaine, démontrant le rôle bénéfique d'un métabolite produit par des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi...) intestinales, et ouvrant de nouvelles pistes thérapeutiques dans le diabète, l'obésité et la stéatose hépatique ", souligne Dominique Gauguier, qui est aussi professeur associé à l'Université McGill.

Désormais, l'objectif immédiat des chercheurs est d'étudier les possibilités de moduler la flore intestinale pour rétablir la production du 4-cresol chez les patients diabétiques. Pour cela, ils vont d'abord tenter d'identifier les bactéries qui produisent naturellement ce métabolite, puis définir lesquelles pourraient s'avérer être des traitements potentiels, sûrs et efficaces dans des syndromes de déficit en insuline.

Sur la base d'études récentes, les patients diabétiques peuvent déjà se voir proposer de nouvelles options thérapeutiques. Des transferts de flore intestinale peuvent notamment être envisagés, même si les mécanismes d'action de ces traitements ne sont pas encore bien compris, ou encore des opérations de chirurgie bariatrique (La chirurgie bariatrique est un type de chirurgie consistant à restreindre l'absorption des aliments, diminuant, de fait, l'apport calorique journalier afin de lutter contre l'obésité.), qui restent lourdes et invasives.

" Notre but est de parvenir à des pistes thérapeutiques qui permettent une modulation fine de la flore intestinale, en favorisant la prolifération de “bonnes” bactéries dont on comprend mieux le fonctionnement, et la production de 4-Cresol à des doses thérapeutiques ", conclut Dominique Gauguier.

L'étude

L'article " The Natural (Natural est un langage de programmation semi-compilé, édité par la société allemande Software AG.) Metabolite 4-Cresol Improves Glucose Homeostasis and Enhances β-Cell Function " de François Brial et coll. a été publié dans Cell Reports.

Cette étude a été financée par la Société d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui indique la modification...) du transfert de technologies
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