Un minuscule modèle 3D des intestins formé de cellules anti-inflammatoires appelées cellules de Paneth (vertes et rouges) et d'autres cellules intestinales (bleues) est visible dans l'image ci-dessus. Des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis et de la Cleveland Clinic ont utilisé de tels modèles, appelés organoïdes, pour comprendre pourquoi un régime de style occidental riche en graisses et en sucre endommage les cellules de Paneth et perturbe le système immunitaire intestinal. Crédit :Ta-Chiang Liu
Régime riche en sucre, les graisses endommagent les cellules immunitaires du tube digestif des souris.
Selon une étude menée par des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis et de la Cleveland Clinic, une alimentation occidentale affaiblit le système immunitaire de l'intestin, ce qui pourrait augmenter le risque d'infection et de maladie inflammatoire de l'intestin.
L'étude, chez des souris et des humains, a montré qu'une alimentation riche en sucre et en graisse endommage les cellules de Paneth, des cellules immunitaires de l'intestin qui aident à contrôler l'inflammation. Lorsque les cellules de Paneth ne fonctionnent pas correctement, le système immunitaire intestinal est excessivement sujet à l'inflammation, ce qui expose les personnes à un risque de maladie inflammatoire de l'intestin et compromet le contrôle efficace des microbes pathogènes. Les résultats, publiés aujourd'hui (18 mai 2021) dans Cell Host &Microbe , ouvrent de nouvelles approches pour réguler l'immunité intestinale en restaurant la fonction normale des cellules de Paneth.
"Les maladies inflammatoires de l'intestin ont toujours été un problème principalement dans les pays occidentaux tels que les États-Unis, mais elles deviennent de plus en plus courantes dans le monde, car de plus en plus de personnes adoptent des modes de vie occidentaux", a déclaré l'auteur principal Ta-Chiang Liu, MD, PhD, professeur agrégé de pathologie et immunologie à l'Université de Washington. "Nos recherches ont montré que la consommation à long terme d'un régime occidental riche en graisses et en sucre altère la fonction des cellules immunitaires dans l'intestin d'une manière qui pourrait favoriser les maladies inflammatoires de l'intestin ou augmenter le risque d'infections intestinales."
L'altération des cellules de Paneth est une caractéristique clé des maladies inflammatoires de l'intestin. Par exemple, les personnes atteintes de la maladie de Crohn, une sorte de maladie intestinale inflammatoire caractérisée par des douleurs abdominales, de la diarrhée, de l'anémie et de la fatigue, ont souvent des cellules de Paneth qui ont cessé de fonctionner.
Liu et l'auteur principal Thaddeus Stappenbeck, MD, PhD, président du Département de l'inflammation et de l'immunité à la Cleveland Clinic, ont entrepris de trouver la cause du dysfonctionnement des cellules de Paneth chez l'homme. Ils ont analysé une base de données contenant des données démographiques et cliniques sur 400 personnes, y compris une évaluation des cellules Paneth de chaque personne. Les chercheurs ont découvert qu'un indice de masse corporelle (IMC) élevé était associé à des cellules de Paneth qui semblaient anormales et malsaines au microscope. Plus l'IMC d'une personne est élevé, plus ses cellules de Paneth sont mauvaises. L'association s'adresse aux adultes en bonne santé et aux personnes atteintes de la maladie de Crohn.
Pour mieux comprendre ce lien, les chercheurs ont étudié deux souches de souris génétiquement prédisposées à l'obésité. Ces souris mangent excessivement de façon chronique parce qu'elles sont porteuses de mutations qui les empêchent de se sentir rassasiées même lorsqu'elles sont nourries avec un régime alimentaire régulier. À la surprise des chercheurs, les souris obèses avaient des cellules de Paneth qui semblaient normales.
Chez l'homme, l'obésité est souvent le résultat d'une alimentation riche en graisses et en sucre. Ainsi, les scientifiques ont nourri des souris normales avec un régime dans lequel 40 % des calories provenaient de matières grasses ou de sucre, similaire au régime occidental typique. Après deux mois de nourriture, les souris étaient devenues obèses et leurs cellules de Paneth semblaient décidément anormales.
"L'obésité n'était pas le problème en soi", a déclaré Liu. "Manger trop d'une alimentation saine n'a pas affecté les cellules de Paneth. C'était le régime riche en graisses et en sucre qui posait problème. »
Les cellules de Paneth sont revenues à la normale lorsque les souris ont été remises à un régime sain de souris pendant quatre semaines. Il reste à voir si les personnes qui suivent habituellement un régime occidental peuvent améliorer leur immunité intestinale en modifiant leur régime alimentaire, a déclaré Liu.
"Il s'agissait d'une expérience à court terme, à peine huit semaines", a déclaré Liu. «Chez les gens, l'obésité ne survient pas du jour au lendemain ni même en huit semaines. Les gens ont un mode de vie sous-optimal pendant 20, 30 ans avant de devenir obèses. Il est possible que si vous suivez un régime occidental depuis si longtemps, vous franchissiez un point de non-retour et que vos cellules de Paneth ne se rétablissent pas même si vous modifiez votre régime alimentaire. Nous aurions besoin de faire plus de recherches avant de pouvoir dire si ce processus est réversible chez les humains. »
D'autres expériences ont montré qu'une molécule connue sous le nom d'acide désoxycholique, un acide biliaire secondaire formé comme sous-produit du métabolisme des bactéries intestinales, forme le lien entre un régime occidental et le dysfonctionnement des cellules de Paneth. L'acide biliaire augmente l'activité de deux molécules immunitaires - le récepteur farnésoïde X et l'interféron de type 1 - qui inhibent la fonction des cellules de Paneth.
Liu et ses collègues étudient maintenant si la graisse ou le sucre jouent le rôle principal dans l'altération des cellules de Paneth. Ils ont également commencé à étudier les moyens de restaurer la fonction normale des cellules de Paneth et d'améliorer l'immunité intestinale en ciblant l'acide biliaire ou les deux molécules immunitaires.
Référence :"Le régime occidental induit des anomalies des cellules de Paneth par des altérations du microbiome et le récepteur farnésoïde X et l'activation de l'interféron de type I" par Ta-Chiang Liu, Justin T. Kern, Umang Jain, Naomi M. Sonnek, Shanshan Xiong, Katherine F. Simpson, Kelli L. VanDussen, Emma S. Winkler, Talin Haritunians, Atika Malique, Qiuhe Lu, Yo Sasaki, Chad Storer, Michael S. Diamond, Richard D. Head, Dermot P.B. McGovern et Thaddeus S. Stappenbeck, 18 mai 2021, hôte cellulaire et microbe .
DOI :10.1016/j.chom.2021.04.004
Financement :National Institutes of Health, Helmsley Charitable Trust, Centre d'accès à la technologie du génome de l'Université de Washington, Digestive Disease Research Core Center de l'Université de Washington
