Discussion générale et perspectives
3. Réponses coliques au traitement par Lactobacillus farciminis dans la colite induite par le TNBS
Nous avons recherché si les effets protecteurs d'un traitement par
L. farciminis vis-à-vis de la colite induite par le TNBS faisaient partie de ceux
partagés par la plupart des probiotiques, à savoir la normalisation de la flore endogène, le renforcement de la barrière intestinale et la modulation du profil des cytokines.
Nos résultats montrent qu'un traitement par ce lactobacille se traduit en conditions inflammatoires par un rétablissement de l'équilibre de la microflore, une réduction de la translocation bactérienne, une diminution de la perméabilité paracellulaire colique, une diminution de la production de l'IL-1β et une augmentation de l'IL-10.
Nous avons également noté que ce traitement avait aussi un effet sur ces paramètres en conditions basales. En effet, nous avons observé que l’administration journalière de L. farciminis s’est traduite par une augmentation de la population des lactobacilles au niveau du contenu
Discussion générale et perspectives
colique, une diminution de la perméabilité paracellulaire colique et une augmentation de l’expression tissulaire de l’IL-10. Par conséquent, on pourrait envisager que l’effet anti-inflammatoire de L. farciminis résulte d’un renforceme nt préalable des défenses des barrières microbiologique, muqueuse et immunitaire de l’hôte, qui serait alors plus résistant à d’éventuelles agressions telles que celles occasionnées par l'instillation du TNBS.
En conditions inflammatoires, la "normalisation" des populations bactériennes s’est traduite par une diminution du nombre de bactéries Gram négative aérobies et anaérobies au 4ème jour de la colite induite par le TNBS.
Nous avons également noté dans ces conditions une réduction importante de la translocation bactérienne. Ces paramètres ne sont pas systématiquement évalués dans les études relatives à l'influence des probiotiques dans le traitement ou la prévention de colite expérimentale. Cette évaluation nous est apparue nécessaire dans la mesure où l’inflammation transmurale caractérisant la colite induite par le TNBS est le résultat de l’invasion bactérienne de la muqueuse qui survient dans les 24 heures qui suivent le challenge inflammatoire (Garcia-Lafuente et al., 1997). Toutefois, nous n'avons pa s entrepris d'étude cinétique qui aurait pu nous renseigner à la fois sur le degré de l’invasion bactérienne de la muqueuse initiant la cascade inflammatoire, et à partir de quel moment L. farciminis limite l'invasion et la pullulation des bactéries entéroinvasives et/ou entéropathogènes. Nous pouvons toutefois supposer que l'effet protecteur exercé par ce lactobacille pourrait résulter (i) d’une inhibition de la croissance des bactéries entériques potentiellement pathogènes par compétition du substrat nitrite ou à travers le NO qu'il libère, connu pour ses propriétés microbicides, (ii) d’une inhibition de l'invasion bactérienne à travers la production de mucines extracellulaires comme c'est le cas pour d’autres probiotiques (Mack et al., 1999 ; Mack et al., 2003) et pouvant également impliquer le NO libéré (Brown et al., 1992).
Le renforcement de la barrière colique s'est traduit en conditions inflammatoires par une diminution de l’augmentation de la perméabilité
Discussion générale et perspectives
paracellulaire colique induite par l'instillation de TNBS chez les animaux traités par L. farciminis. Nous avons également montré que cet effet est partiellement reversé par la perfusion d’hémoglobine, mettant en évidence l'implication du NO libéré par cette souche dans la diminution de la perméabi lité colique. La rupture de l’intégrité de la barrière colique, initialement induite par l’instillation du TNBS, est largement entretenue par l’invasion bactérienne (Gardiner et al., 1993 ; Garcia-Lafuente et al., 1997). Par conséquent, il aurait été intéressant de mener des études in vitro afin de nous renseigner si ce traitement (i) prévient la diminution de la résistance transépithéliale occasionnée par les bactéries entéropathogènes et/ou entéroinvasives, (ii) prévient les modifications des protéines de jonction et du cytosquelette induites par ces dernières, par exemple en évitant la déphosphorylation et la redistribution de l’actine, de l’occludine et de la ZO-1 tel que c'est le cas pour d’autres probiotiques (Resta-Lenert & Barret, 2003 ; Trivedi et al., 2003).
Le renforcement de la barrière immunitaire par le traitement de L. farciminis dans la colite induite par le TNBS a été mis en évidence à travers la diminution de la sécrétion de l’IL-1β et l'augmentation de la sécrétion de l’IL-10 au niveau tissulaire. Cet effet immunomodulateur est une propriété partagée par de nombreux probiotiques (Madsen et al., 2001 ; Schultz et al., 2002 ; Konrad et al., 2003 ; MacCarthy et al., 2003). Compte tenu des propriétés anti-inflammatoires de l’IL-10, nous pouvons supposer que cette cytokine joue un rôle dans l'effet protecteur observé lors du traitement par
L. farciminis. En effet, une administration par voie sous-cutanée d’IL-10
pendant les 5 jours qui suivent l’induction d’une colite au TNBS se traduit par une réduction de cette colite (Ribbons et al., 1997). Toutefois, nous ne savons pas si la sécrétion de l’IL-10 que nous avons également observé en conditions basales provient de la stimulation par L. farciminis des cellules épithéliales ou des cellules immunitaires. En se basant sur d'autres études, nous pouvons envisager qu'elle pourrait être issue de la stimulation des cellules dendritiques à l'instar d'autres probiotiques (Christensen et al., 2002; Rigby et al., 2002 ; Drakes et al., 2004). Ainsi, l’implication des cellules
Synthése d'actions de L. farciminis sur la colite au TNBS Endothélium TNBS (éthanol) REDUCTION DE LA SEVERITE DE LA COLITE Lactobacillus farciminis NO NO Réduction de l'infiltration neutrophilaire (-)iNOS ? ONOO- NO Diminution de l'invasion bactérienne Equilibre de la microflore ? ? Réduction de la Translocation bactérienne Diminution d'IL-1β Production d'IL-10 ? Cellules dendritiques ? Renforcement de la barrière Endothélium TNBS (éthanol) REDUCTION DE LA SEVERITE DE LA COLITE Lactobacillus farciminis NO NO Réduction de l'infiltration neutrophilaire (-)iNOS ? ONOO- ONOO- NO Diminution de l'invasion bactérienne Equilibre de la microflore ? ? Réduction de la Translocation bactérienne Diminution de l'invasion bactérienne Equilibre de la microflore ? ? Réduction de la Translocation bactérienne Diminution d'IL-1β Production d'IL-10 ? Cellules dendritiques ? Diminution d'IL-1β Production d'IL-10 ? Cellules dendritiques ? Cellules dendritiques ? Renforcement de la barrière Renforcement de la barrière
Figure 23 : Synthèse des hypothèses d'action de Lactobacillus farciminis dans la réduction de la sévérité de la colite induite par le TNBS
Discussion générale et perspectives
dendritiques dans l’effet immunomodulateur de L. farciminis pourrait être envisagée au sens où en favorisant la production de l’IL-10 par ces cellules,
L. farciminis pourrait favoriser l’induction des cellules T ré gulatrices
(Steinbrink et al., 1997 ; Steinbrink et al., 2002 ; Muller et al., 2002). Nous pouvons également envisager que L. farciminis pourrait limiter la cascade inflammatoire en diminuant l’expression des récepteurs CD14 et TLR4 à la surface des cellules dendritiques, mais aussi de celle des neutrophiles, des macrophages et des cellules épithéliales. En effet, une augmentation de l’expression du TLR4 sur les cellules épithéliales a été observé au cours des MICI (Cario & Podosky, 2000) et dans le modèle de colite induite par le DSS chez la souris (Ortega-Cava et al., 2003). De plus, le TLR4 est impliqué dans l’induction du stress oxydatif dans les neutrophiles en réponse au LPS (Remer et al., 2003). L'effet immunomodulateur du traitement par
Lactobacillus farciminis pourrait alors être le résultat d’une action directe de
ce lactobacille sur les cellules épithéliales et immunitaires ou pourrait s’effectuer via le NO qu'il libère. En effet, les donneurs de NO peuvent inhiber l’expression de l’IL-12 et l'activation du NF-κB dans les cellules dendritiques et les macrophages à travers la désactivation de la voie de signalisation des TLRs (Xiong et al., 2004). Des études complémentaires mériteraient toutefois d'être entreprise afin (i) d'évaluer l'implication du NO libéré par cette souche dans les effets sur la modulation du profil des cytokines, (ii) de caractériser ces effets de manière plus approfondie au moyen d'études in vitro.
L'ensemble des résultats de la deuxième partie de notre étude nous a permis de montrer que Lactobacillus farciminis partage les mécanismes anti- inflammatoires généralement attribués aux probiotiques. Ce constat renforce son statut d'agent probiotique et ses potentialités thérapeutiques dans les pathologies inflammatoires digestives. Ces dernières étant généralement associées à des modifications de la sensibilité viscérale, nous nous sommes donc demandés si le traitement par cette souche bactérienne pouvait également atténuer la douleur à une distension colo-rectale dans la colite induite par le TNBS.
Discussion générale et perspectives