Les acides biliaires stimulent la régénération intestinale

Cryptes intestinales de souris. Crédit: K. Schoonjans (EPFL)

Cryptes intestinales de souris. Crédit: K. Schoonjans (EPFL)

Les chercheurs de l’EPFL ont fait une découverte étonnante sur la façon dont les acides biliaires agissent comme des messagers qui stimulent la régénération intestinale. Cette découverte met en lumière le rôle des acides biliaires, proche de celui des hormones, et offre de nouvelles perspectives quant aux thérapies régénératrices des intestins.

Les cellules souches intestinales reconstituent l’épithélium de l’intestin, qui se renouvelle habituellement chaque semaine. Ces cellules génèrent aussi toutes les cellules spécialisées de l’intestin responsables de différentes fonctions comme la protection antibactérienne, la sécrétion du mucus et la libération d’hormones induites par les nutriments. En cas de lésion, les cellules souches intestinales sont activées et coordonnent la réparation de l’épithélium endommagé ainsi que la récupération de la fonction intestinale.

Une équipe de scientifiques menée par Kristina Schoonjans de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a découvert que l’exposition de cellules souches à des concentrations physiologiques d’acides biliaires pouvait stimuler la croissance d’«intestins» miniatures appelés organoïdes. A la pointe de la bio-ingénierie, les organoïdes intestinaux sont cultivés à partir de cellules souches intestinales isolées en laboratoire sous forme de minuscules tissus en trois dimensions qui imitent l’anatomie et la fonction de nombreux types de cellules réellement présents dans les intestins.

Les scientifiques ont constaté que l’exposition des cellules intestinales à des acides biliaires leur permettait non seulement de les aider à se développer en organoïdes intestinaux, mais qu’elle préservait aussi leur capacité à se différencier en diverses cellules spécialisées. Les acides biliaires ont même augmenté le nombre de cellules sécrétant du glucagon-like peptide-1 (GLP-1), une hormone intestinale importante dont les actions antidiabétiques sont prouvées.

En outre, ils ont découvert que le récepteur membranaire activé par les acides biliaires, appelé TGR5, est fortement présent dans les cellules souches intestinales, ce qui contribue à leur activation lorsque la concentration des acides biliaires augmente dans les intestins, c’est-à-dire après les repas.

Si l’on étudie de plus près leurs résultats, les chercheurs ont généré des souris génétiquement modifiées pour perturber la fonction du récepteur TGR5 spécifiquement dans les cellules souches intestinales. Résultat: les acides biliaires ont non seulement augmenté le nombre de cellules souches intestinales dans les intestins des souris, mais ils ont également protégé les souris de la colite aiguë en favorisant la régénération intestinale par le biais d’un mécanisme impliquant le TGR5.

«Les résultats de nos travaux suggèrent qu’à chaque fois que nous mangeons, processus qui déclenche la sécrétion d’acides biliaires dans les intestins, nous stimulons la régénération et le bon fonctionnement de nos intestins, par l’action des acides biliaires sur les cellules souches intestinales,» explique Kristina Schoonjans.

«Toutefois, notre étude inclut aussi un avertissement: les habitudes alimentaires réputées augmenter de manière chronique les concentrations d’acides biliaires dans les intestins, comme la consommation d’aliments riches en graisses, pourraient exacerber la prolifération des cellules souches intestinales et transformer la régénération intestinale homéostatique en développement de cancers.»

Les chercheurs espèrent qu’à l’avenir, l’administration de molécules synthétiques pouvant spécifiquement activer le TGR5 dans les intestins puisse devenir une stratégie pharmacologique pour stimuler précisément la régénération de l’épithélium intestinal endommagé chez les patients souffrant de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.

Autres collaborateurs

  • Université de Pérouse
  • TES Pharma (Italie)
Funding

Fonds national suisse de la recherche scientifique

Kristian Gerhard Jebsen Foundation

EPFL

Fédération européenne des sociétés de biochimie

References

Giovanni Sorrentino, Alessia Perino, Ece Yildiz, Gaby El Alam, Maroun Bou Sleiman, Antimo Gioiello, Roberto Pellicciari,  Kristina Schoonjans. Bile Acids Signal via TGR5 to Activate Intestinal Stem Cells and Epithelial Regeneration. Gastroenterology 2020;159:956–968. DOI: 10.1053/j.gastro.2020.05.067


Source: EPFL