Une étude démontre comment les microbes intestinaux traitent les stéroïdes grâce aux flatulences

Il s'avère que les flatulences peuvent servir à autre chose qu'être inconfortables ou amusantes : les gaz libérés par certaines bactéries intestinales stimulent d'autres bactéries intestinales à produire une hormone impliquée dans la grossesse et dans un traitement approuvé par la FDA pour la dépression post-partum, selon une nouvelle recherche menée par Harvard Medical. Scientifiques scolaires.

Les travaux montrent comment les bactéries intestinales peuvent produire de nouvelles hormones à partir des stéroïdes présents dans la bile et, ce faisant, agir comme un organe endocrinien. Cette recherche s’ajoute à la liste croissante des façons dont le microbiote intestinal peut influencer la biologie et la santé humaines. L’étude fournit également de nouvelles preuves selon lesquelles les médecins pourraient un jour traiter ou prévenir certains types de problèmes de santé mentale en manipulant le microbiome intestinal.

Les résultats ont été publiés le 24 mai dans Cellule.

“Bien qu'il soit de notoriété publique que la santé intestinale est importante pour notre bien-être général, la manière exacte dont les bactéries qui résident dans notre tube digestif interagissent entre elles et avec nos propres cellules pour avoir un impact sur notre santé mentale est encore en cours de découverte”, a déclaré la première auteure Megan. McCurry, qui a mené les travaux en tant qu'étudiant diplômé et chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Sloan Devlin à l'Institut Blavatnik du HMS.

“Ce travail révèle comment certaines bactéries intestinales effectuent une transformation chimique qui produit un stéroïde susceptible d'avoir un impact sur la santé des femmes et sur la dépression post-partum.”

Des insectes qui fabriquent de la drogue

Travaillant dans des plats de laboratoire et avec des souris, McCurry et ses collègues ont découvert deux types de bactéries apparentées dans le tractus gastro-intestinal humain – Gordonibacter pamelaeae et Eggerthella lenta – qui peuvent modifier les stéroïdes. Ils ont en outre découvert que cette modification chimique se produit dans la direction opposée à la manière dont les cellules humaines fabriquent des stéroïdes.

“Nos cellules fabriquent des stéroïdes uniquement dans le sens oxydatif, c'est-à-dire en perdant des électrons, alors que nous avons montré que les bactéries intestinales peuvent aller dans le sens inverse, appelé réduction, ou gagner des électrons, ce qui rend la transformation bactérienne unique”, a déclaré Devlin.

L’équipe a découvert que la bactérie peut modifier les corticoïdes présents dans la bile, des stéroïdes qui jouent un rôle dans la fonction immunitaire et le métabolisme. Les bactéries les transforment en dérivés de progestérone, qui sont des hormones sexuelles et des neurostéroïdes qui affectent le cerveau et le système nerveux.

“Nous savons que le corps humain produit de la progestérone dans les glandes surrénales, le placenta et les ovaires. Nos travaux suggèrent que le microbiome agit comme un organe endocrinien supplémentaire”, a déclaré Devlin, professeur agrégé HMS de chimie biologique et de pharmacologie moléculaire et auteur principal de l'étude. étude.

Devlin et son équipe ont découvert que l'un des dérivés de progestérone produits par les bactéries intestinales est l'allopregnanolone, ainsi nommée il y a un siècle parce que le corps la produit pendant la grossesse.

En partenariat avec Andrea Edlow, professeur agrégé HMS d'obstétrique, de gynécologie et de biologie de la reproduction au Massachusetts General Hospital, l'équipe a étudié la production d'allopregnanolone pendant la grossesse.

L'analyse des échantillons fécaux des participantes à l'étude a révélé que les femmes au troisième trimestre de leur grossesse avaient non seulement des taux d'allopregnanolone 100 fois plus élevés, mais aussi plus de traces génétiques des deux bactéries intestinales que les personnes non enceintes. Les résultats suggèrent que les bactéries intestinales contribuent à la production d’allopregnanolone pendant la grossesse.

Les chercheurs ont associé de faibles niveaux d'allopregnanolone à la dépression post-partum et à d'autres troubles de l'humeur et psychiatriques, et l'allopregnanolone est utilisée comme médicament approuvé par la FDA, connu sous le nom de brexanolone, pour traiter la dépression post-partum.

Dans cet esprit, Devlin et ses collègues souhaitent élargir leur étude sur des échantillons fécaux pour suivre les participantes au cours des premier, deuxième et troisième trimestres et après l'accouchement et voir qui développe une dépression post-partum.

L’objectif est de mieux comprendre si les bactéries intestinales contribuent aux niveaux d’alloprégnanolone tout au long de la grossesse et augmentent le risque de dépression post-partum ou protègent contre celle-ci.

Si les chercheurs découvrent un effet, « à terme, en tant que communauté, nous pourrions réfléchir à des thérapies ciblées sur le microbiome pour les maladies neurologiques comme la dépression », a déclaré Devlin.

Derrière la chimie

Les chercheurs ont également révélé comment les deux bactéries effectuent leurs transformations chimiques.

Premièrement, ils ont identifié les gènes à l’œuvre. Deuxièmement, ils ont découvert que les bactéries G. pamelaeae et E. lenta ont besoin d’hydrogène, l’un des gaz que d’autres bactéries de notre tube digestif produisent lorsqu’elles digèrent les aliments.

“Les effets des gaz sur le métabolisme bactérien ont été largement négligés, probablement parce que leur étude en laboratoire est très difficile”, a-t-elle déclaré. “Nos travaux suggèrent qu'il existe probablement d'autres processus bactériens intestinaux qui sont essentiellement affectés par les flatulences.”

L’équipe espère que ces travaux démontreront que la chimie conduite par les bactéries intestinales a un impact sur la santé et le comportement humains, en l’occurrence pendant la grossesse.

“Avant notre travail, l'opinion dominante était que l'hôte produisait des stéroïdes ; le microbiome ne faisait pas partie de la conversation”, a déclaré Devlin. “Nous espérons que ces travaux convaincront les gens que les bactéries intestinales modifient les stéroïdes pour produire des molécules pouvant affecter les fonctions de l'hôte, notamment l'humeur et le comportement.”