Chapitre 3 : Les mécanismes de prise en charge du LPS sont-ils modifiés lors de
2. Mécanismes de protection au niveau de la muqueuse
2.1. Mucus
1.4. Quantité de LPS dans la lumière intestinale
Une augmentation de la quantité de bactéries Gram-négatif qui contiennent du LPS, pourrait être une hypothèse expliquant l’élévation de l’endotoxémie observée lors de l’obésité. Cependant, en raison des résultats divergents sur la composition d’un microbiote « obèse », il est difficile de conclure sur l’abondance des bactéries Gram-négatif et donc de la quantité potentielle de LPS présente dans la lumière intestinale de personnes obèses. Néanmoins, supportant cette hypothèse, deux études ont montré que la quantité d’endotoxines était augmentée dans les fèces de souris DIO comparées à des souris standards (Kim et al., 2012; Lau et al., 2016). Ces résultats suggèrent donc que la consommation d’un régime hyperlipidique pourrait augmenter la quantité de LPS dans les contenus intestinaux. Cependant, le prélèvement de fèces induit une lyse bactérienne libérant donc le LPS. Ainsi il est difficile d’interpréter ces augmentations de LPS dans les contenus.
2. Mécanismes de protection au niveau de la muqueuse
2.1. Mucus
La sécrétion de mucus est un mécanisme intestinal essentiel pour limiter le contact du LPS avec les entérocytes et donc le passage du LPS à travers la barrière intestinale.
Il est possible d’évaluer la sécrétion de mucus par une technique d’histologie, qui consiste à colorer les cellules à mucus. Il est supposé qu’une augmentation du nombre de cellules à mucus est le reflet d’une augmentation de la quantité de mucus au niveau de la barrière intestinale. Les travaux sur l’impact d’un régime hyperlipidique sur la quantité de cellules à mucus montrent des résultats divergents (Tableau 7). En effet, trois études montrent une augmentation, trois autres décrivent une diminution et les trois dernières ne trouvent aucune différence entre des animaux DIO et standards. Toutefois, le manque d’homogénéité dans les méthodes ne permet pas d’émettre d’hypothèses concernant les possibles effets des teneurs en lipides du régime, de la durée d’expérimentation ou de la localisation intestinale.
La mesure par RT-qPCR (Real time quantitative Polymerase chain reaction) de l’expression de muc2 dans les tissus intestinaux est également une technique permettant d’évaluer la quantité de mucus. Comme avec l’histologie, les résultats sont divergents. Par exemple, Andres et collaborateurs ont montré que la consommation d’un régime à 60% de lipides pendant 22-26 semaines diminuait l’expression génique de muc2 dans le jéjunum (Andres et al., 2015). A l’inverse, chez des rats Wistar nourris avec un régime à 45% de lipides pendant 1,3 et 6 semaines, les expressions iléale et caecale de muc2 ne sont pas différentes de celles de rats standards (Hamilton et al., 2015). Néanmoins, on peut noter que ces adaptations de la muqueuse semblent précoces puisqu’un jour de régime à 60% de
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lipides est suffisant pour augmenter l’expression génique de muc2 au niveau colique (Waise et al., 2015).
Cependant, étudier la sécrétion de mucus par muc2 ne serait pas la méthode la plus appropriée. En effet, d’une part, la mesure de l’expression génique de muc2 en RT-qPCR ne corrèle pas toujours avec le nombre de cellules à mucus. Dans l’étude d’Hamilton et collaborateurs, les rats DIO et standards présentaient une expression caecale de muc2 similaire alors que les rats DIO montraient une augmentation de la quantité de cellules à mucus dans le caecum (Hamilton et al., 2015). De même, aucune corrélation entre la quantité d’ARNm et la quantité protéique de muc2 dans le contenu caecal n’a été montrée (Enos et al., 2016). D’autre part, pour étudier la défense intestinale par le mucus il est essentiel de pouvoir mesurer la sécrétion de mucus par immunohistochimie ou histologie. Grâce à de l’immunohistochimie sur de l’iléon ciblant la protéine muc2, Tomas et collaborateurs ont montré que la consommation d’un régime obésogène diminue l’expression de la Merpin-B, une peptidase nécessaire à la libération de muc2 dans la lumière induisant alors une accumulation de muc2 dans les cellules à mucus.
En parallèle de ces changements, Mastrodonato et collaborateurs ont montré que la consommation d’un régime hyperlipidique modifiait la composition des chaînes oligo-saccharidiques des mucines en augmentant le ratio salio/sulfomucins et altérant l’organisation des lectines. L’ensemble de ces modifications pourrait conduire à une réduction de la longueur des chaînes oligo-saccharidiques des mucines (Mastrodonato et al., 2014).
Pour évaluer la défense intestinale par le mucus, il est également important d’étudier le microbiote intestinal. En effet, plusieurs bactéries et notamment Akkermansia muciniphila sont capables de dégrader le mucus. Cette bactérie vit dans la couche de mucus et semble essentielle à la formation d’un mucus de qualité via un turn-over efficace des mucines (Belzer et al., 2012). Everard et collaborateurs ont montré que la consommation d’un régime riche en lipides induisait une diminution de la couche de mucus à la surface des entérocytes qui pouvait être restaurée par un gavage d’Akkermansia muciniphila (Everard et al., 2013). Ainsi avec moins d’Akkermansia muciniphila au sein du microbiote, la couche de mucus serait diminuée malgré l’augmentation du nombre de cellules à mucus, conduisant à une perte de la barrière intestinale.
Alors que l’augmentation de la quantité de mucus semble être une adaptation bénéfique dans le but réduire le passage des bactéries, et donc du LPS à travers l’intestin, de façon étonnante, Hartmann et collaborateurs ont montré que les souris déficientes pour le gène muc2 présentaient une inflammation intestinale mais étaient protégées contre l’obésité induite par la consommation d’un régime obesogène (Hartmann et al., 2016). Ces résultats remettent alors en cause l’aspect bénéfique d’une barrière de mucus au niveau intestinal.
Régime
Espèces CTL WD Durée Effet sur l’IAP Section
intestinale Réf SOURIS Souris C57Blc6 15% 45 % 5 sem ↑ Uniqt jéjunum Pas d’effet duodénum (Lynes et al., 2011) RATS
Rats SD 9.3% 47.5% 2 sem ↑ Jéjunum (Lalles et al., 2012)
Rats SD 9.5% 30 % 4 sem ↑ Duodénum Jéjunum (Sefcikova et al., 2008)
Rats SD 10% 60 % 6 sem ↓ Iléon (Jiang et al., 2016)
Rats SD 10% 45 % 8 sem ↓ chez OB-P
vs CTL et OB-R Duodénum
(de La Serre et al., 2010)
Rats SD 7% 22% 12,24, 36
et 48 sem ↑ Intestin grêle
(Zhou et al., 2014)
Tableau 8 : Etudes montrant l’impact de la consommation d’un régime obésogène sur l’activité de l’IAP dans l’intestin chez la souris et le rat.
↑ / ↓ / ↔ augmenté, diminué ou sans effet, respectivement. % de lip :% de lipides de l’énergie totale du régime. SD : Sprague-Dawley OB-P : Obese-prone.
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Pour conclure, l’impact de la consommation d’un régime obesogène sur la défense mucosale via la sécrétion de mucus reste un sujet controversé. L’étude de Thomas et collaborateurs souligne l’importance d’étudier la dynamique de sécrétion de mucus plutôt que l’expression de protéines ou le nombre de cellules à mucus.