Le microbiome intestinal peut-il percer les secrets du vieillissement?
Une nouvelle étude a montré comment le microbiote intestinal des souris plus âgées peut favoriser la croissance neurale chez les jeunes souris, conduisant à des développements prometteurs dans les traitements futurs.
Le groupe de recherche, basé à l'Université technologique de Nanyang (NTU) à Singapour, a transféré le microbiote intestinal de souris plus âgées dans l'intestin de souris plus jeunes avec une faune intestinale moins développée.
Cela a entraîné une neurogenèse améliorée (croissance des neurones) dans le cerveau et un vieillissement altéré, ce qui suggère que la relation symbiotique entre les bactéries et leur hôte peut avoir des avantages significatifs pour la santé.
Les 20 dernières années ont vu une augmentation significative du nombre de recherches sur la relation entre l'hôte et les bactéries qui y vivent ou qui y vivent. Les résultats de ces études ont établi un rôle important pour cette relation dans la nutrition, le métabolisme et le comportement.
La communauté médicale espère que ces derniers résultats pourraient conduire au développement de traitements à base alimentaire pour aider à ralentir le processus de vieillissement.
Dans cette étude, l'équipe de recherche a tenté de découvrir les caractéristiques fonctionnelles du microbiote intestinal d'un hôte vieillissant. Les chercheurs ont transplanté le microbiote intestinal de souris âgées ou jeunes dans de jeunes souris recevant des germes.
Les résultats apparaissent dans le journal Médecine translationnelle scientifique.
Qu'est-ce que la recherche implique?
Le microbiome intestinal change à mesure que l'hôte vieillit, et pour étudier son évolution, l'équipe de recherche a transplanté le microbiome intestinal de souris âgées de 24 mois sur de jeunes souris sans germes âgées de 6 semaines.
Le professeur Sven Pettersson de la NTU Lee Kong Chian School of Medicine a dirigé l'équipe.
Après 8 semaines, le professeur Pettersson et ses collègues ont observé une augmentation de la croissance intestinale et une augmentation de la neurogenèse dans le cerveau des souris.
Pour contrôler l'expérience, l'équipe a transféré le microbiome intestinal de jeunes souris dans des souris sans germes du même âge. Les chercheurs n'ont pas observé les mêmes effets que ceux observés chez les souris ayant reçu le microbiome intestinal de souris plus âgées.
L'équipe a également effectué une analyse moléculaire sur les rongeurs et a constaté qu'ils avaient des niveaux accrus de butyrate. Le butyrate est un acide gras à chaîne courte produit par les microbes intestinaux.
Le butyrate est bénéfique pour la santé et peut protéger contre des maladies telles que les maladies inflammatoires de l'intestin, le cancer colorectal, l'obésité et le diabète.
L'enrichissement de certains microbes intestinaux et l'augmentation de la fermentation bactérienne des fibres alimentaires dans le côlon ont conduit à ces niveaux accrus de butyrate. À son tour, l'augmentation des niveaux de butyrate a stimulé la production de l'hormone pro-longévité FGF21.
Le FGF21 est un facteur de croissance des fibroblastes qui joue un rôle important dans la régulation du métabolisme. Des niveaux accrus de FGF21 étaient également associés à une activité AMPK et SIRT-1 accrue et à une signalisation mTOR réduite.
Ceci est important car une augmentation de l'AMPK conduit à une absorption accrue d'acides gras à chaîne courte pendant le métabolisme cellulaire. SIRT-1 régule également l'homéostasie et peut protéger contre une variété de troubles humains.
La réduction de mTOR peut protéger contre les cancers humains et diverses maladies inflammatoires.
Les chercheurs ont ensuite exploré l'effet des greffes de microbiome intestinal sur le tube digestif des souris.
Le vieillissement normal du tissu intestinal réduit la viabilité des cellules intestinales. Cela a des associations avec une production réduite de mucus, ce qui peut entraîner une augmentation des dommages cellulaires et la mort.
Les chercheurs ont découvert que la transplantation du microbiome de souris plus âgées à des souris plus jeunes entraînait une augmentation de la longueur et de la largeur des villosités, qui sont de petites structures qui composent la paroi de l'intestin.
Les souris qui avaient reçu le microbiome des souris plus âgées avaient également un côlon plus long et un intestin grêle plus long que le groupe témoin qui avait reçu le microbiome d'autres jeunes souris.
Les chercheurs ont également donné aux jeunes souris sans germes du butyrate seul et ont observé qu'il conduisait à des augmentations similaires de la neurogenèse et de la croissance intestinale.
Comment ces résultats ont-ils été reçus?
Des scientifiques du monde entier ont réagi à ces résultats. Le Dr Dario Riccardo Valenzano, chef de groupe à l'Institut Max Planck pour la biologie du vieillissement en Allemagne, déclare: «Ces résultats sont passionnants et soulèvent plusieurs nouvelles questions ouvertes à la fois pour la biologie du vieillissement et la recherche sur le microbiome.»
Certaines de ces questions, dit le Dr Valenzano, comprennent «s'il y a une acquisition active de microbes producteurs de butyrate au cours de la vie de la souris et si un vieillissement extrême conduit à une perte de cette communauté microbienne fondamentale, qui pourrait éventuellement être responsable de la dysbiose et de l'âge. dysfonctionnements associés. »
En outre, le professeur Brian Kennedy, directeur du Center for Healthy Aging à l'Université nationale de Singapour, déclare: «Il est fascinant que le microbiome d'un animal âgé puisse promouvoir des phénotypes jeunes chez un jeune receveur.»
«Cela suggère que le microbiote avec vieillissement a été modifié pour compenser les déficits accumulés de l'hôte et conduit à se demander si le microbiome d'un jeune animal aurait des effets plus ou moins importants sur un jeune hôte.»
«Les résultats font avancer notre compréhension de la relation entre le microbiome et son hôte au cours du vieillissement et ont préparé le terrain pour le développement d'interventions liées au microbiome pour promouvoir une longévité saine.»
Professeur Brian Kennedy
Implications pour les traitements futurs
Ces résultats sont très prometteurs pour la progression future du traitement des maladies associées au vieillissement, telles que les troubles neurogénératifs.
Ils suggèrent que la composition et la dynamique du microbiote intestinal sont sensibles à l'âge et que la réponse aux signaux microbiens au début de la vie diffère de manière significative de celle plus tard dans la vie.
Les résultats impliquent que le microbiote intestinal des hôtes plus âgés avec une homéostasie métabolique peut favoriser la santé de l'hôte. En revanche, chez les adultes atteints de diabète de type 2, le microbiome intestinal peut induire des voies inflammatoires.
Les limites de cette étude incluent le fait que les microbiomes peuvent changer au cours de l'étude, même dans le cadre d'expériences contrôlées, telles que celles présentées ici.
Il est également possible que d'autres métabolites microbiens et voies cellulaires aient un rôle à jouer, mais les chercheurs ne les ont pas étudiés dans cette étude.
