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Vieillissement et microbiote intestinal, une nouvelle connexion

La mouche des fruits, Drosophila melanogaster (iStock photos)

La mouche des fruits, Drosophila melanogaster (iStock photos)

Des scientifiques de l’EPFL ont découvert comment un dysfonctionnement du système immunitaire peut causer une surcharge d’une bactérie intestinale. La bactérie en question produit un excès d’acide lactique qui, à son tour, déclenche la production de dérivés réactifs de l’oxygène détériorant les cellules et provoquant de nombreuses pathologies liées à l’âge.

Il ne fait aucun doute que le microbiote intestinal est devenu l’un des sujets les plus importants de la recherche actuelle en biologie et médecine. Des années de recherche ont permis d’apprendre que les différentes populations de bactéries qui vivent dans l’intestin peuvent souvent avoir des effets significatifs sur diverses fonctions de l’organisme, notamment sur le système immunitaire.

Les différentes populations de bactéries intestinales, également appelées «commensales», existent chez presque tous les animaux et vivent selon un certain équilibre fonctionnel. La perturbation de cet équilibre, par exemple en raison d’une maladie ou d’un traitement médicamenteux, donne lieu à une affection appelée «dysbiose commensale», qui est associée à plusieurs pathologies, voire à une réduction de la durée de vie. Malgré ces connaissances, nous savons peu de choses sur la manière exacte dont le microbiote intestinal affecte la santé générale et vice versa.

Igor Iatsenko, chercheur au Laboratoire de Bruno Lemaitre à l’Institut de recherche en infectiologie (GHI) de l’EPFL, vient de découvrir un mécanisme par lequel les problèmes du système immunitaire peuvent provoquer une dysbiose commensale qui, à son tour, favorise les pathologies liées à l’âge.

Pour mener ses recherches, l’équipe s’est servie de mouches du vinaigre Drosophila melanogaster, un insecte souvent utilisé pour étudier la biologie des bactéries intestinales. Parce qu’ils voulaient examiner les interactions entre les bactéries intestinales et le système immunitaire, les chercheurs se sont concentrés sur une protéine réceptrice appelée «protéine de reconnaissance du peptidoglycane SD» (PGRP-SD). Cette protéine appartient à une classe de récepteurs de reconnaissance de motifs. En 2016, Igor Iatsenko avait déjà montré que la PGRP-SD détecte les bactéries étrangères pathogènes et retourne le système immunitaire de la mouche contre elles.

Dans la présente étude, les scientifiques ont désactivé le gène de la PGRP-SD chez les mouches afin de perturber leur système immunitaire. Les mouches mutées ont révélé avoir une durée de vie plus courte que les mouches normales et lorsque les chercheurs les ont examinées, ils ont découvert qu’elles possédaient aussi un nombre anormalement élevé de Lactobacillus plantarum, une bactérie intestinale largement répandue qui produit de l’acide lactique.

En étudiant les conséquences biologiques de ce phénomène, les scientifiques ont découvert que la bactérie en question produisait aussi une quantité excessive d’acide lactique. A son tour, cette production excessive déclenchait la génération de dérivés réactifs de l’oxygène qui provoquent des lésions cellulaires et contribuent au vieillissement des tissus. En revanche, lorsque les scientifiques augmentaient la production de PGRP-SD, ils observaient que cette hausse prévenait la dysbiose commensale, voire même qu’elle prolongeait la durée de vie des mouches.

«Nous avons ici une interaction métabolique entre les bactéries commensales et l’hôte, déclare Bruno Lemaitre. L’acide lactique, un métabolite produit par la bactérie Lactobacillus plantarum, est intégré et traité dans l’intestin de la mouche avec, pour effet secondaire, la production de dérivés réactifs de l’oxygène qui favorisent les lésions épithéliales.» Les chercheurs font l’hypothèse que des mécanismes similaires se produisent dans l’intestin des mammifères.

«Notre étude identifie un élément spécifique du microbiote intestinal et son métabolite qui sont capables d’influencer le vieillissement de l’organisme hôte, ajoute Igor Iatsenko. Toutefois, les exemples comme celui-ci sont nombreux et une connaissance plus approfondie des interactions métaboliques hôte-microbiote au cours du vieillissement est nécessaire pour développer des stratégies de lutte contre les affections associées à l’âge».

Financement

Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS)

Références

Igor Iatsenko, Jean-Philippe Boquete, Bruno Lemaitre. Microbiota-derived lactate activates production of reactive oxygen species by the intestinal NADPH oxidase Nox and shortens Drosophila lifespan. Immunity 13 novembre 2018. DOI: 10.1016/j.immuni.2018.09.017


Source: Mediacom
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