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Lactobacilles de l’intestin : des alliés en cas de sous-nutrition

En cas de sous-nutrition chronique, certains lactobacilles intestinaux aident à maintenir la croissance de leur hôte, en stimulant l'expression et l'activité d'enzymes digestives. Une collaboration entre des équipes du CNRS et de l’Inra a permis d’identifier un motif de la paroi bactérienne, l’acide teichoïque D-alanylé, comme impliqué dans le dialogue bactérie-hôte à l’origine de cet effet bénéfique. Cette étude a été publiée le 9 octobre 2017 dans la revue Nature Microbiology.

Lactobacillus helveticus. ATCC 12046. Coloré avec un fluorochrome DECC
Mis à jour le 25/10/2017
Publié le 19/10/2017

Lactobacillus plantarum, bactérie du microbiote intestinal.. © Inra, Thierry Meyleuc
Lactobacillus plantarum, bactérie du microbiote intestinal. © Inra, Thierry Meyleuc

La sous-nutrition affecte le microbiote intestinal

Selon l'organisation mondiale de la santé, la sous-nutrition touche encore plus de 150 millions d'enfants à travers le monde en 2017, causant de forts troubles de la croissance chez plus de 40 millions d'entre eux. Au-delà des carences nutritionnelles, des études récentes démontrent que la sous-nutrition altère aussi la mise en place et la maturation des communautés bactériennes de l'intestin (ou microbiote). Elle favorise l'installation de bactéries pathogènes au détriment d'autres souches bactériennes normalement présentes et bénéfiques pour la santé en général et la physiologie intestinale en particulier.

Des lactobacilles intestinaux soutiennent la croissance en stimulant la production d’enzymes digestives

A l'aide de modèles animaux, l'équipe de François Leulier (1) a démontré précédemment l'importance d'un microbiote "sain" comme facteur atténuant l'effet délétère d'une sous-nutrition chronique sur la croissance. En particulier le rôle central, et conservé au cours de l'évolution, de certaines bactéries commensales, des lactobacilles, a été identifié (2). L'équipe a montré que ces lactobacilles favorisent la croissance de leur hôte en stimulant directement l'expression et l'activité d'enzymes digestives, permettant ainsi d'augmenter la rentabilité de la digestion, en particulier celle des protéines (3). Ceci se traduit par une meilleure assimilation des nutriments et donc globalement une meilleure efficacité nutritionnelle malgré la sous-nutrition.

Identification du motif bactérien impliqué dans ce mécanisme

C’est grâce à une collaboration avec l’équipe de Marie-Pierre Chapot-Chartier (4) que les chercheurs viennent d’identifier un facteur déclenchant de ce mécanisme dans un modèle drosophile-Lactobacillus plantarum. Il s’agit de la modification (D-alanylation) d’un élément majeur de la paroi bactérienne des lactobacilles (acides téichoïques), qui induit l’augmentation de la production d’enzymes digestives par les cellules intestinales de la drosophile. Ces résultats ont été obtenus grâce à l’identification de souches mutantes de lactobacille dépourvues d’acides téichoïques D-alanylés, et incapables de soutenir la croissance de l’hôte en cas de sous-nutrition.

Vers l’utilisation des lactobacilles pour les enfants sous-nutris

La suite de ces travaux consiste à identifier comment l’hôte reconnait la modification des acides téichoïques de la paroi des lactobacilles, et comment il le traduit en signal pour la production accrue d’enzymes digestives.

D’autres travaux du laboratoire de François Leulier ont récemment établi que ces mêmes bactéries influencent aussi la croissance post-natale chez la souris (2). Ces nouveaux résultats ouvrent donc la voie à l'étude de ces composés bactériens et de leur reconnaissance par les cellules intestinales dans la régulation de la croissance chez les mammifères. Ces études pourraient mener à la mise au point de stratégies thérapeutiques innovantes couplant re-nutrition et utilisation de souches ou composés microbiens pour des enfants sujets à des épisodes de sous-nutrition. 

 

(1) Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard/Inra).

(2) Références : Storelli G. et al. Cell Metab.2011 Sep 7;14(3):403-14. doi: 10.1016/j.cmet.2011.07.012. Schwarzer M. et al. Science, 2016 Feb 19; 351(6275):854-7.

(3) Référence : Erkosar B. et al. Cell Host and Microbe, 2015 Oct 14; 18(4):445-55.

(4) Institut Micalis (Inra/AgroParisTech/Université Paris-Saclay).

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Microbiologie et chaîne alimentaire, Alimentation humaine
Centre(s) associé(s) :
Jouy-en-Josas

Référence

Matos R, Schwarzer M, Gervais H, Courtin P, Joncour P, Gillet B, Ma D, Bulteau AL, Martino ME, Hughes S, Chapot-Chartier MP, Leulier F. 2017. D-alanylation of teichoic acids contributes to Lactobacillus plantarum-mediated Drosophila growth during chronic undernutrition. Nature Microbiology. Advance Online Publication Oct 9th 2017; http://dx.doi.org/10.1038/s41564-017-0038-x