Les interactions entre le microbiote intestinal et son hôte régulent de nombreux processus métaboliques. Des chercheurs ont réussi à préciser ces interactions, ouvrant la voie vers de nouvelles pistes thérapeutiques.
Notre intestin contient des centaines de milliards de bactéries : c’est le microbiote intestinal. Elie Metchnikoff avait proposé qu’un déséquilibre entre les différentes populations bactériennes qui composent ce microbiote pouvait entraîner des conséquences sur notre santé, au point d’influer sur notre espérance de vie. Les liens entre microbiote et santé humaine ont été confirmés ces 15 dernières années grâce au séquençage à haut débit et l’analyse du microbiote humain. Toutefois, les interactions moléculaires entre les bactéries et leur hôte sont encore mal comprises.
La paroi des bactéries contient une molécule nommée peptidoglycane. Chez les animaux tels que l’humain, cette molécule peut être reconnue par deux récepteurs nommés Nod1 et Nod2. « Ces interactions ont un rôle central dans le dialogue avec le système immunitaire de l’hôte, et participent notamment à la maturation de ce dernier. Des mutations dans ces protéines sont d’ailleurs associées à des maladies inflammatoires chroniques comme l’asthme ou la maladie de Crohn » explique Gérard Eberl, directeur de l’unité Microenvironnement et immunité de l’Institut Pasteur. Plus récemment, de telles mutations ont été associées à des pathologies neurologiques telles que la bipolarité, ce qui suggère que les peptidoglycanes exerceraient une influence au-delà du système digestif.
En 2022, les équipes de Gérard Eberl, de Ivo Gomperts Boneca et de Pierre-Marie Lledo, ont montré que des fragments de peptidoglycanes en provenance de l’intestin arrivent jusqu’au cerveau et agissent au niveau de l’hypothalamus. Dans une nouvelle étude publiée le 20 janvier 2023 dans la revue PNAS, les équipes de Ivo Gomperts Boneca et Marc Lecuit précisent ce phénomène : « Lors de son absorption au niveau de l’intestin, le peptidoglycane est enfermé dans une vésicule membranaire. De la sorte, il peut arriver jusqu’à des organes cibles comme le cerveau sans être dégradé entre temps » décrit Ivo Gomperts Boneca, directeur de l’unité Biologie et génétique de la paroi bactérienne de l’Institut Pasteur et co-auteur de l’étude.
Cette découverte ouvre de nouvelles pistes de recherche sur les capacités du microbiote intestinal à réguler des fonctions au-delà du système digestif. « Une augmentation de la quantité de peptidoglycane en circulation peut permettre de réduire l’appétit, tandis que sa diminution peut permettre de réduire l’inflammation à l’origine de l’arthrite. Mais ce ne sont que des exemples » affirme Pierre-Marie Lledo, directeur de l’unité Perception et mémoire de l’Institut Pasteur.
Cette étude entre dans le cadre de l’axe scientifique prioritaire Maladies de la connectivité cérébrale et maladies neurodégénératives du plan stratégique 2019-2023 de l’Institut Pasteur.
Source
Microbiota-induced active translocation of peptidoglycan across the intestinal barrier dictates its within-host dissemination. PNAS, January 20, 2023
Richard Wheelera, Paulo André Dias Bastosa , Olivier Dissonb, Aline Riffleta , Ilana Gabanyic,d, Julia Spielbauera, Marion Bérarde, Marc Lecuitb,f,g , and Ivo Gomperts Bonecaa
aInstitut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS Unité Mixe de Recherche 6047, INSERM U1306, Unité de Biologie et génétique de la paroi bactérienne F-75015, Paris, France
bInstitut Pasteur, Université Paris Cité, INSERM U1117, Biology of infection unit F-75015, Paris, France
cInstitut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS Unité Mixe de Recherche 3571, Perception and Memory Unit F-75015, Paris, France
dInstitut Pasteur, Université Paris Cité, INSERM U1224, Microenvironment and Immunity Unit F-75015, Paris, France
eInstitut Pasteur, Université Paris Cité, Direction de la Technologie, Animalerie Centrale, Centre de Gnotobiologie 75724, Paris, France
fInstitut Pasteur, National Reference Centre and World Health Organization Collaborating Centre Listeria, Paris F-75015, France
gNecker-Enfants Malades University Hospital, Division of Infectious Diseases and Tropical Medicine, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris, Institut Imagine F-75006, Paris, France
