Les sources de protéines modifient le microbiome intestinal, parfois de façon radicale
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la North Carolina State University montre que les sources de protéines dans l'alimentation d'un animal peuvent avoir des effets importants sur la population et la fonction de la vie microscopique à l'intérieur de son intestin. Ces micro-organismes, connus sous le nom de microbiome intestinal, peuvent avoir un impact sur divers aspects de notre santé. Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre comment prévenir et traiter les maladies gastro-intestinales qui affectent actuellement la qualité de vie de millions de personnes dans le monde.
Le riz brun et les blancs d'œufs augmentent la dégradation des acides aminés dans le microbiome intestinal de la souris.
"015/366 - Brown rice" by Arria Belli is licensed under CC BY-SA 2.0.
"Il y a quelque chose qui ne va pas dans ce que nous mangeons aujourd'hui, et nous sommes loin de savoir ce que c'est", a déclaré Alfredo Blakeley-Ruiz, chercheur postdoctoral à NC State et co-auteur d'un article décrivant l'étude. "Notre laboratoire voulait savoir comment les différents régimes alimentaires influent sur ce qui vit dans l'intestin, et apprendre quelque chose sur ce que ces microbes font, fonctionnellement, en réponse à ce régime.
Dans cette étude, les chercheurs se sont plus particulièrement intéressés à l'impact de la source de protéines dans l'alimentation - par exemple, les protéines présentes dans le lait, les œufs et différentes plantes comme le pois ou le soja - sur les microbiomes intestinaux des souris. Les souris ont été nourries pendant une semaine avec des régimes ne contenant qu'une seule source de protéines, notamment des blancs d'œuf, du riz brun, du soja et de la levure.
En utilisant une approche intégrée de métagénomique et de métaprotéomique faisant appel à la spectrométrie de masse à haute résolution, les chercheurs ont constaté que le microbiome intestinal des souris avait beaucoup changé au cours de l'étude, certaines sources de protéines ayant eu des effets extrêmes.
"La composition du microbiome intestinal a changé de manière significative à chaque fois que nous avons modifié la source de protéines", a déclaré Blakeley-Ruiz. "Les sources de protéines ayant les effets fonctionnels les plus importants étaient le riz brun, la levure et le blanc d'œuf.
En examinant les changements fonctionnels dans le microbiome intestinal, l'étude a montré que les deux effets les plus importants des protéines alimentaires concernaient le métabolisme des acides aminés, ce qui était attendu par les chercheurs, et la dégradation des sucres complexes, ce qui ne l'était pas.
"Les régimes à base de riz brun et de blanc d'œuf ont augmenté la dégradation des acides aminés dans le microbiome intestinal de la souris, ce qui signifie que les microbes décomposaient ces protéines au lieu de fabriquer leurs propres acides aminés à partir de zéro", a déclaré Mme Blakeley-Ruiz. "Cela est intuitivement logique, car les protéines sont constituées d'acides aminés, mais c'est un point que nous voulons approfondir. Certains acides aminés peuvent se dégrader en toxines et d'autres peuvent avoir un impact sur l'axe intestin-cerveau.
L'étude a également montré que les longues chaînes de sucres attachées aux protéines alimentaires, appelées glycanes, jouent également un rôle dans la modification de la fonction du microbiome intestinal. De multiples sources de protéines alimentaires, dont le soja, le riz, la levure et le blanc d'œuf, ont amené les microbes de l'intestin à modifier la production d'enzymes qui décomposent les glycanes, parfois de manière substantielle.
"Cela pourrait être très important pour la santé", a déclaré Mme Blakeley-Ruiz. "Dans le régime à base de blanc d'œuf, en particulier, une bactérie a pris le dessus et a activé un grand nombre d'enzymes dégradant les glycanes. Nous avons ensuite cultivé cette bactérie en laboratoire et constaté que les enzymes dégradant les glycanes qu'elle produisait dans des milieux contenant des protéines de blanc d'œuf étaient similaires à celles produites dans des milieux contenant de la mucine."
La mucine est la substance qui tapisse l'intérieur de l'intestin, protégeant le système digestif d'éléments tels que l'acide et les agents pathogènes. Par conséquent, si les bactéries produisent des enzymes qui, volontairement ou non, dégradent la mucine, elles pourraient endommager la muqueuse intestinale et avoir un impact négatif sur la santé de l'intestin.
"Je suis impatiente d'explorer ce lien potentiel entre l'expression des enzymes dégradant les glycanes dans le régime alimentaire à base de blanc d'œuf et la dégradation de la mucine par le microbiome intestinal dans de futures études", déclare Blakeley-Ruiz.
Manuel Kleiner, professeur agrégé de biologie végétale et microbienne à NC State et co-auteur de l'article, a déclaré que l'étude jetait les bases de futures recherches sur les effets des sources de protéines sur le microbiome intestinal.
"L'une des limites de notre étude est que, bien sûr, les régimes sont très artificiels et pourraient conduire à des résultats amplifiés", a déclaré Kleiner. "Mais nous montrons maintenant que le blanc d'œuf a des effets extrêmes sur le microbiome. À l'avenir, nous souhaitons comprendre le mécanisme de cet effet dans le cadre d'un régime à base de protéines mixtes chez les souris.
"Notre étude montre non seulement quelles espèces bactériennes sont présentes dans le microbiome intestinal et leur abondance, mais aussi ce qu'elles font réellement. Ici, elles digèrent spécifiquement les glycanes. Le résultat est une image très complète de ce qui compte vraiment dans l'intestin en termes d'alimentation et de fonction".
Alexandria Bartlett, Arthur S. McMillan, Ayesha Awan, Molly Vanhoy Walsh, Alissa K. Meyerhoffer, Simina Vintila, Jessie L. Maier, Tanner Richie et Casey M. Theriot, tous de NC State, ont cosigné l'article, qui paraît dans The ISME Journal.
L'étude a été financée par les National Institutes of Health grâce aux prix R35GM138362, T32DK007737 et P30 DK034987, et par l'USDA National Institute of Food and Agriculture, projet Hatch 7002782.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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