En utilisant la technologie "gut-on-chip" très avancée, ils ont montré que les produits de fermentation des HMO rendaient la muqueuse intestinale moins « fuyante ». Une barrière intestinale qui fuit a été liée à des affections intestinales telles que la maladie cœliaque, La maladie de Crohn, et le syndrome du côlon irritable ainsi qu'une gamme de conditions affectant le reste du corps.
Cette étude fournit des preuves scientifiques que les HMO peuvent être utilisés pour développer des stratégies pour contrer ces conditions et améliorer la santé intestinale chez les adultes.
Les oligosaccharides du lait maternel (HMO) sont des sucres complexes non digestibles naturellement présents dans le lait maternel. Ils sont particulièrement intéressants en raison de leur quantité et de leur diversité structurelle, qui sous-tend de multiples avantages bénéfiques pour la santé des bébés.
Ils sont bien connus pour leur effet prébiotique chez les nourrissons, où ils servent de nourriture aux bactéries intestinales, en particulier les bifidobactéries. La dominance de ces bactéries intestinales dans l'intestin assure un microbiote intestinal sain et réduit le risque d'infections intestinales dangereuses chez les nourrissons.
En plus de leur rôle bénéfique démontré dans la santé infantile, un essai clinique récent a montré que deux HMO spécifiques, 2'-O-fucosyllactose (2'FL) et/ou lacto-N-néotétraose (LNnT), sont sûrs et bien tolérés chez les adultes et sont des modulateurs du microbiote intestinal adulte avec une augmentation des bifidobactéries.
Cela suggère que la supplémentation en HMO peut être une stratégie précieuse pour moduler la santé chez les adultes. Cependant, l'impact des HMO sur la fonction de barrière intestinale a été largement sous-exploré.
Pour remédier à ce, une collaboration a été établie entre l'Institut Quadram, un centre de recherche sur l'alimentation et la santé sur le Norwich Research Park, ROYAUME-UNI, et Glycom, une société de biotechnologie basée au Danemark et le premier fournisseur mondial de HMO.
Leur étude, publié dans la revue Nutriments , a été financé en partie par le Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques (BBSRC).
Un simulateur de l'écosystème microbien intestinal humain (SHIME®) a été utilisé pour déterminer l'influence des HMO sur la composition et la fonction du microbiote intestinal adulte.
Ces expériences ont été réalisées à ProDigest, une entreprise dérivée du Centre d'écologie et de technologie microbienne (CMET), situé à l'Université de Gand en Belgique.
Les résultats ont montré que la fermentation de 2'FL, LNnT et leurs combinaisons ont conduit à une augmentation des bifidobactéries, accompagnée d'une augmentation des acides gras à chaîne courte.
L'équipe du Pr Nathalie Juge de l'Institut Quadram a ensuite utilisé les produits de cette fermentation pour étudier l'influence des HMO fermentés sur la fonction de barrière intestinale des lignées cellulaires et des modèles avancés de gut-on-chip.
Les cellules Caco2 sont une lignée de cellules dérivées à l'origine de l'intestin humain et largement utilisées dans la recherche, leur disposition en une seule couche étant un modèle établi pour l'étude de l'intestin et de sa perméabilité.
Une réduction significative de la perméabilité a été observée en utilisant des monocouches de cellules Caco2 avec des HMO fermentés, accompagnée d'une augmentation des protéines spécifiques connues pour aider à maintenir l'intégrité de la barrière, protéines de jonction serrée et cytokines.
Bien que ces résultats soient prometteurs, ils doivent encore être traduits en recherche chez l'homme, mais l'étude des interactions au niveau cellulaire à l'intérieur de l'intestin est très difficile.
Pour évaluer la traduction des résultats chez l'homme, l'équipe a utilisé des modèles in vitro avancés du gros intestin humain développés par Emulate Inc, une entreprise de biotechnologie basée à Boston, ETATS-UNIS. Ils sont spécialisés dans la technologie des organes sur puce, une technologie basée sur les cellules humaines qui recrée la fonction au niveau des organes pour modéliser les organes dans des états sains et malades.
L'Intestine-Chip est une plate-forme de micro-ingénierie permettant la co-culture de cellules épithéliales qui composent la muqueuse intestinale avec des cellules endothéliales microvasculaires spécifiques aux tissus dans des conditions microfluidiques. Cette méthodologie mise au point par Emulate recrée le microenvironnement cellulaire, y compris les interfaces tissu-tissu, flux médiatique, et les forces mécaniques, tels que l'écoulement et l'étirement.
Grâce à un compte BBSRC Flexible Talent Mobility attribué au Dr Tanja Suligoj dans le Juge Lab, un système gut-on-chip a été mis en place à l'Institut Quadram pour soutenir les études translationnelles de l'intestin.
En collaboration avec le Norwich Research Park (NRP) Biorepository et le Norfolk and Norwich University Hospital (NNUH), biopsies intestinales humaines de sains, des adultes consentants ont été utilisés pour générer des organoïdes. Les organoïdes sont des amas de cellules auto-organisés qui se développent pour répliquer les tissus des organes - dans ce cas, la partie proximale, régions transversales et distales du côlon.
Ceux-ci ont ensuite été ensemencés sur des puces pour générer des puces intestinales du côlon qui ont été cultivées dans des conditions microfluidiques pour recréer la structure et la fonction de l'épithélium intestinal. En utilisant ce système, ils ont montré une augmentation significative de certaines protéines à jonction serrée dans les trois intestins sur puce après un traitement avec du 2-'FL fermenté.
Pris ensemble, ces données ont montré qu'en plus de soutenir la croissance bifidobactérienne et un microbiote sain, Les HMO ont la capacité de moduler la fonction immunitaire et la barrière intestinale, soutenir le potentiel des HMO à fournir des avantages pour la santé chez les adultes.
Les HMO sont utilisés pour améliorer la santé des nourrissons, comme compléments au lait maternisé, mais ce travail montre l'application potentielle pour les adultes, en particulier pour les personnes souffrant de troubles liés aux fuites intestinales, comme l'IBS.
Plus de recherche est nécessaire, en particulier chez les personnes atteintes de la maladie que nous voulons traiter, mais cette étude met également en évidence le potentiel de la plateforme gut-on-chip comme modèle physiologique, sur la base de biopsies humaines, pour obtenir des informations mécanistiques sur la fonction de la barrière intestinale."
Nathalie Juge, Professeur, Institut Quadram
Une étude décrit la base de données initiale de base sur le microbiome intestinal sain et le profil d'abondance
Un modèle de souris nouveau-né donne des indices sur la cause d'une maladie intestinale dévastatrice chez les prématurés anémiques
Les tiques sont désormais porteuses de plusieurs maladies,
Élaboration de stratégies pour la préparation des soins de santé pédiatriques à la deuxième vague de la pandémie de COVID-19
Un régime à base de plantes pourrait guérir votre polyarthrite rhumatoïde
Un régime pauvre en glucides fermentés améliore la qualité de vie des patients atteints de MII
Les tiques sont désormais porteuses de plusieurs maladies,
dit une nouvelle étude Une nouvelle étude publiée dans la revue mBio rapporte que les tiques transportent beaucoup plus dagents pathogènes que ceux responsables de la maladie de Lyme. Dans le mond
La maladie de Crohn
La maladie de Crohn provoque une inflammation du tractus gastro-intestinal. Elle peut être confondue avec la rectocolite hémorragique et le syndrome du côlon irritable, mais la maladie de Crohn est un
Microplastique identifié pour la première fois dans les déchets humains
Une analyse déchantillons de selles humaines prélevés sur des participants dans huit pays a révélé que chaque échantillon testé contenait du microplastique et que jusquà neuf plastiques différents éta