Une étude révolutionnaire menée par des chercheurs de l’UC San Diego a découvert des milliers de nouveaux acides biliaires, mettant en lumière leurs rôles essentiels au-delà de la digestion et soulignant leur potentiel dans le traitement de diverses maladies. Cette découverte marque une avancée significative dans notre compréhension de la communication du microbiome intestinal avec le corps et le métabolisme humain.
Des scientifiques de la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, qui fait partie de l’Université de Californie à San Diego, ont découvert des milliers de nouveaux acides biliaires. Ces molécules sont utilisées par notre microbiome intestinal pour communiquer avec le reste du corps.
« Les acides biliaires sont un élément clé du langage du microbiome intestinal, et la découverte de ces nombreux nouveaux types élargit radicalement notre vocabulaire pour comprendre ce que font nos microbes intestinaux et comment ils le font », a déclaré l’auteur principal Pieter Dorrestein, Ph.D., professeur à la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences et professeur de pharmacologie et de pédiatrie à la UC San Diego School of Medicine. « C’est comme passer de ‘See Spot Run’ à Shakespeare. »
Démêler les langages microbiens
Les résultats, tels que décrits par Lee Hagey, Ph.D., co-auteur de l’étude et expert en acides biliaires, s’apparentent à une pierre de Rosette moléculaire, fournissant un aperçu jusqu’alors inconnu du langage biochimique utilisé par les microbes pour influencer les systèmes d’organes distants.
Les acides biliaires proviennent du foie, sont stockés dans la vésicule biliaire et finalement libérés dans l’intestin, où ils sont déployés pour faciliter la digestion après la consommation d’un repas. Les microbes de notre intestin métabolisent les acides biliaires produits par le foie, les transformant en une vaste gamme de molécules différentes appelées acides biliaires secondaires, qui ont tendance à être plus faciles à absorber par l’organisme. Jusqu’à présent, la riche diversité et l’éventail de fonctions des acides biliaires secondaires ont été sous-estimées par les scientifiques.
Cette recherche a été réalisée par des membres du laboratoire Dorrestein (de gauche à droite : Helena Mannochio-Russo, Ipsita Mohanty, Lee Hagey et Pieter Dorrestein). Crédit : Sciences de la santé de l’UC San Diego
« Quand j’ai commencé à travailler en laboratoire, il y avait environ quelques centaines d’acides biliaires connus », a déclaré Ipsita Mohanty, Ph.D., co-auteur de l’étude et chercheuse postdoctorale au laboratoire Dorrestein. « Maintenant, nous en avons découvert des milliers d’autres, et nous travaillons également à réaliser que ces acides biliaires font bien plus que simplement aider à la digestion. »
En plus de faciliter la digestion, les acides biliaires sont également d’importantes molécules de signalisation qui aident à réguler le système immunitaire et remplissent des fonctions métaboliques importantes, telles que le contrôle du métabolisme des lipides et du glucose. Ces molécules contribuent également à expliquer comment les microbes présents dans l’intestin sont capables d’influencer des systèmes organiques distants.
« En raison de leur interaction avec notre microbiome, l’influence des acides biliaires s’étend bien au-delà du système digestif, tout comme les maladies que nous traitons avec eux – la liste des maladies liées aux acides biliaires est longue d’un kilomètre et il existe plusieurs approbations de la FDA. pour ces types d’acides comme traitements », a déclaré la co-auteure Helena Mannochio-Russo, Ph.D., également chercheuse postdoctorale au laboratoire Dorrestein.
Helena Mannochio-Russo, montrée sur cette image, et Ipsita Mohanty ont collaboré pour mener des expériences de spectrométrie de masse qui ont conduit à l’identification de milliers de nouveaux acides biliaires, un type de molécule utilisée par les microbes pour communiquer. Crédit : Sciences de la santé de l’UC San Diego
Efforts de collaboration et orientations futures
Afin de découvrir ces molécules, les chercheurs ont exploité les ressources uniques de l’UC San Diego. Dorrestein est directeur du Collaborative Microbial Metabolite Center (CMMC), une collaboration unique en son genre entre l’UC San Diego et l’UC Riverside qui vise à rassembler et à centraliser les informations sur les métabolites produits par les microbes pour aider les chercheurs à en savoir plus sur leur impact. sur la santé humaine et l’environnement.
« Dans d’autres domaines de la biologie comme la génomique, le partage de données est courant, mais jusqu’à présent, aucune infrastructure n’a été mise en place pour permettre aux chercheurs en métabolomique microbienne de partager des données », a déclaré Dorrestein. « En fin de compte, ces avancées sont le résultat d’une convergence de collaboration et puissance de calcul, et nous nous attendons à ce que de nombreuses autres avancées soient réalisées grâce au CMMC.
Plus tôt cette année, l’équipe a lancé un nouvel outil capable d’associer instantanément les microbes aux métabolites qu’ils produisent. La présente étude est la première d’une série d’études potentiellement nombreuses à utiliser l’outil pour des types spécifiques de molécules. Les chercheurs espèrent ensuite explorer les fonctions spécifiques de leurs acides biliaires nouvellement découverts et utiliser leur approche sur d’autres types de biomolécules, telles que les lipides ou d’autres types d’acides.
« Nous réécrivons le manuel du métabolisme humain », a déclaré Dorrestein. « Si vous m’aviez parlé il y a quelques années, j’aurais dit que nous étions à des décennies de résoudre ce casse-tête, mais maintenant, cela pourrait arriver d’ici cinq ans. Il s’agit d’un changement vraiment remarquable dans nos capacités, et nous pensons que cela va révolutionner la façon dont nous abordons la maladie. »
Cette étude a été financée en partie par le Instituts nationaux de la santé (subventions U24DK133658, R01GM107550, U19AG063744, U01DK119702, S10OD021750), le Conseil de recherches en biotechnologie et en sciences biologiques et la National Science Foundation (subvention BBSRC/NSF 2152526), la Fondation Gordon & Betty Moore, Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (subvention RGPIN -2020-04895).
