Les chercheurs ont découvert que des modifications du microbiome intestinal, en particulier une réduction de la bactérie Clostridia due aux antibiotiques et à un régime riche en graisses, peuvent conduire à une intolérance au sorbitol. Cette intolérance se manifeste par des troubles digestifs liés à la consommation de sorbitol, un alcool de sucre courant dans divers aliments et produits. Ils ont découvert que la régulation des niveaux d’oxygène dans l’intestin avec certaines bactéries ou médicaments comme la mésalazine pourrait restaurer la capacité de digérer le sorbitol, suggérant une nouvelle approche thérapeutique pour l’intolérance au sorbitol.
L’absence de microbes intestinaux en raison des antibiotiques et d’un régime riche en graisses peut être responsable d’une « intolérance au sorbitol ».
Les scientifiques de l’UC Davis ont découvert des altérations du microbiome intestinal qui entraînent des difficultés dans la digestion du sorbitol.
Le sorbitol, un alcool de sucre, est utilisé dans les gommes sans sucre, les menthes, les bonbons et d’autres produits. On le trouve également naturellement dans les abricots, les pommes, les poires, les avocats et d’autres aliments. À des niveaux élevés, le sorbitol peut provoquer des ballonnements, des crampes et de la diarrhée. Pour certaines personnes, même une petite quantité provoque des troubles digestifs, une condition connue sous le nom d’intolérance au sorbitol.
Une nouvelle étude menée sur des souris a révélé que la prise d’antibiotiques, associée à un régime riche en graisses, réduisait le nombre de microbes intestinaux Clostridia, capables de décomposer le sorbitol. Les résultats ont été publiés dans la revue Cellule.
« Nos recherches suggèrent que la dégradation microbienne du sorbitol protège normalement l’hôte contre l’intolérance au sorbitol. Cependant, une altération de la capacité microbienne à décomposer le sorbitol provoque une intolérance au sorbitol », a déclaré Jee-Yon Lee, premier auteur de l’étude. Lee est chercheur adjoint au sein du département de microbiologie médicale et d’immunologie de l’UC Davis.
Comment les niveaux d’oxygène dans l’intestin affectent les microbes
Les chercheurs ont utilisé l’analyse métagénomique pour identifier quelles bactéries intestinales possèdent des gènes qui fabriquent l’enzyme qui décompose le sorbitol. Ils ont également identifié lesquelles de ces bactéries intestinales étaient abondantes avant – mais pas après – le traitement antibiotique.
Cette analyse leur a permis de se concentrer sur les microbes intestinaux appartenant à la classe Clostridium. Les Clostridium sont anaérobies, ce qui signifie qu’ils n’aiment pas les environnements contenant de l’oxygène.
Les chercheurs ont découvert qu’après avoir reçu des antibiotiques et un régime riche en graisses saturées, les cellules tapissant l’intestin utilisaient moins d’oxygène. Cela a créé un niveau plus élevé d’oxygène dans l’intestin, réduisant ainsi les Clostridies. Sans suffisamment de Clostridia, le sorbitol n’était pas décomposé dans l’intestin.
Les chercheurs ont réalisé plusieurs expériences pour tenter de restaurer les bactéries intestinales afin qu’elles puissent à nouveau décomposer le sorbitol.
La prise d’antibiotiques, associée à un régime riche en graisses, a réduit le nombre de microbes intestinaux Clostridia. Image générée avec BioRender. Crédit : UC Davis Health
Dans l’un d’entre eux, ils ont nourri les souris Anaérostipes caccae, une bactérie intestinale qui produit du butyrate. Le butyrate est un corps gras à chaîne courte acide produit dans le cadre du processus normal de fermentation dans l’intestin. Il améliore l’utilisation de l’oxygène par les cellules qui tapissent l’intestin, la muqueuse épithéliale, ce qui réduit les niveaux d’oxygène dans le gros intestin.
Régulation du niveau d’oxygène avec Anaérostipes caccae a restauré les niveaux normaux de Clostridia, qui ont protégé les souris de la diarrhée induite par le sorbitol, même après que les bactéries productrices de butyrate aient été éliminées du système digestif de la souris.
Les chercheurs suggèrent qu’un médicament utilisé pour traiter la colite ulcéreuse, la maladie de Crohn et d’autres maladies inflammatoires de l’intestin, la mésalazine (5-aminosalicylate), pourrait être un traitement contre l’intolérance au sorbitol chez l’homme. La mésalazine, également connue sous le nom de mésalamine, fonctionne de manière similaire aux bactéries productrices de butyrate, rétablissant les faibles niveaux d’oxygène dans l’intestin préférés des Clostridia.
« Cette découverte est cruciale, compte tenu de l’utilisation répandue du sorbitol et d’alcools de sucre similaires dans la production d’aliments diététiques céto-friendly et riches en matières grasses », a déclaré Lee. « Cela met également en évidence l’importance de la consommation d’oxygène par la muqueuse épithéliale des intestins dans le maintien d’un équilibre sain des bactéries intestinales, en particulier des Clostridia, pour une bonne digestion de certains sucres. »
Une limite importante de l’étude est que les souris peuvent tolérer des niveaux de sorbitol beaucoup plus élevés que les humains. Les souris possèdent un caecum – une poche dans leur système digestif qui ralentit le flux du contenu intestinal et aide à digérer les glucides, ce qui peut contribuer à mieux tolérer le sorbitol. Des études cliniques seront nécessaires pour tester l’hypothèse selon laquelle la mésalazine pourrait traiter l’intolérance au sorbitol chez l’homme.
« Notre étude fournit un tout nouveau point de départ pour les approches visant à diagnostiquer, prévenir et traiter l’intolérance au sorbitol », a déclaré Andreas Bäumler, auteur principal de l’étude. Bäumler est un professeur distingué et vice-président de la recherche au département de microbiologie médicale et d’immunologie de l’UC Davis.
Les co-auteurs incluent Connor Tiffany, Scott Mahan, Andrew Rogers, Henry Nguyen et Hugo Masson de l’École de médecine UC Davis ; Eric Stevens et Maria Marco de l’UC Davis ; Matthew Kellom et Emiley A. Eloe-Fadrosh du Laboratoire national Lawrence Berkeley ; Kohei Yamazak de l’Université Kitasato au Japon ; et Peter Turnbaugh de l’UC San Francisco (UCSF) et Chan Zuckerberg Biohub.
L’étude a été financée par la Fondation Kenneth Rainin.
