L'intestin est souvent décrit comme un écosystème foisonnant, mais de nouvelles recherches suggèrent qu'il pourrait également posséder une sorte de mémoire biologique. Des scientifiques étudiant le butyrate — un acide gras à chaîne courte produit lorsque les bactéries intestinales fermentent les fibres alimentaires — ont découvert que ce composé pourrait faire plus que simplement réduire temporairement l'inflammation.

Chez la souris, le butyrate semble « entraîner » les cellules qui tapissent l'intestin, de sorte qu'elles continuent de soutenir les réponses immunitaires anti-inflammatoires même après la fin du traitement.

Pourquoi le butyrate est important

Le butyrate est l'un des nombreux composés produits lorsque les bactéries intestinales décomposent les fibres. Il est depuis longtemps associé à des effets anti-inflammatoires dans l'intestin. Une énigme subsiste cependant : une grande partie du butyrate est rapidement absorbée et métabolisée par les cellules épithéliales intestinales avant de pouvoir atteindre directement les cellules immunitaires plus profondes.

Cela a conduit les chercheurs à se demander si la muqueuse intestinale elle-même ne pourrait pas transmettre le signal.

Tianming Yu, l'un des principaux chercheurs de l'étude, a expliqué indirectement que l'équipe cherchait à comprendre si les cellules épithéliales pouvaient agir comme intermédiaires entre les métabolites microbiens et les réponses immunitaires.

L'effet persiste après le traitement

Les chercheurs ont administré du butyrate à des souris via leur eau de boisson pendant une période limitée, puis ont arrêté le traitement.

Deux semaines plus tard, les lymphocytes T CD4+ produisaient toujours des niveaux élevés d'IL-10, une molécule de signalisation anti-inflammatoire qui aide à réguler l'activité immunitaire intestinale. Les souris ont également montré une plus grande résistance à une maladie de type colite induite chimiquement.

Par rapport aux animaux non traités, elles perdaient moins de poids, présentaient des niveaux plus faibles de marqueurs inflammatoires et développaient des lésions tissulaires moins graves. L'effet protecteur dépendait de la signalisation de l'IL-10.

Le microbiote n'était pas requis

Les chercheurs ont ensuite testé si les changements dans les bactéries intestinales elles-mêmes étaient responsables. Des expériences menées sur des souris axéniques (dépourvues de microbiote intestinal) ont tout de même montré un effet régulateur immunitaire persistant après l'exposition au butyrate. Cela a orienté les chercheurs vers la muqueuse intestinale. Lors d'expériences en laboratoire, les cellules épithéliales précédemment exposées au butyrate ont encouragé les lymphocytes T de souris et humains à produire davantage d'IL-10.

L'équipe a ensuite utilisé une analyse métabolomique pour rechercher les molécules susceptibles de transporter le signal. Un candidat s'est distingué : la N1-acétylspermidine. Ce composé augmentait la production d'IL-10 dans les lymphocytes T et semblait expliquer une partie — mais pas la totalité — de l'effet.

Une mémoire moléculaire possible

Les chercheurs ont également constaté que le butyrate provoquait des changements transcriptionnels et épigénétiques durables impliquant un gène appelé Sat1.

Ce gène aide à produire la N1-acétylspermidine. Yu et ses collègues interprètent cela comme la preuve que les cellules épithéliales intestinales peuvent conserver une empreinte moléculaire durable après une exposition à des métabolites microbiens bénéfiques.

Ce que cela pourrait signifier

L'étude a été réalisée principalement sur des souris et des cultures cellulaires, elle ne peut donc pas encore démontrer que l'augmentation des fibres alimentaires ou du butyrate permettrait de prévenir les maladies inflammatoires de l'intestin chez l'homme.

Les chercheurs souhaitent désormais tester si la même voie est altérée chez les patients souffrant de conditions inflammatoires intestinales. Ils notent également que la N1-acétylspermidine n'explique pas l'intégralité de l'effet régulateur immunitaire, ce qui signifie que d'autres molécules sont probablement impliquées.

Selon Yu, comprendre comment les composés microbiens issus de l'alimentation façonnent la tolérance immunitaire intestinale à long terme pourrait éventuellement ouvrir de nouvelles pistes de recherche pour les maladies inflammatoires de l'intestin.