Les recherches, publiées le 18 août dans la revue Nature, se sont concentrées sur l’effet d’un régime riche en fructose sur les villosités, ces structures fines, semblables à des poils, qui tapissent l’intérieur de l’intestin grêle. Les villosités augmentent la surface de l’intestin et aident l’organisme à absorber les nutriments, y compris les graisses alimentaires, des aliments lors de leur passage dans le tube digestif. L’étude a révélé que les villosités des souris dont le régime alimentaire comprenait du fructose étaient 25 à 40 % plus longues que celles des souris qui n’avaient pas été nourries au fructose. De plus, l’augmentation de la longueur des villosités était associée à une augmentation de l’absorption des nutriments, de la prise de poids et de l’accumulation de graisse chez les animaux.

« Le fructose a une structure différente de celle d’autres sucres comme le glucose, et il est métabolisé différemment », a déclaré l’auteur principal, le Dr Marcus DaSilva Goncalves, titulaire de la bourse de recherche Ralph L. Nachman, professeur adjoint de médecine à la division d’endocrinologie, de diabète et de métabolisme et endocrinologue au NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. « Nos recherches ont révélé que le métabolite primaire du fructose favorise l’élongation des villosités et soutient la croissance des tumeurs intestinales. »

Les investigateurs n’avaient pas prévu d’étudier les villosités. Des recherches antérieures de l’équipe, publiées en 2019, ont révélé que le fructose alimentaire pouvait augmenter la taille des tumeurs dans des modèles murins de cancer colorectal, et que le blocage du métabolisme du fructose pouvait empêcher cela. Raisonnant que le fructose pourrait également favoriser l’hyperplasie, ou croissance accélérée, de l’intestin grêle, les chercheurs ont examiné au microscope les tissus de souris traitées au fructose ou à un régime témoin.

L’observation de l’augmentation de la longueur des villosités chez les souris soumises à un régime riche en fructose, faite par le premier auteur Samuel Taylor, étudiant du programme tri-institutionnel M.D.-Ph.D. dans le laboratoire du Dr Goncalves, a été une surprise totale. Une fois la découverte faite, Samuel Taylor et le Dr Goncalves ont cherché à en savoir plus.

Après avoir observé que les villosités étaient plus longues, l’équipe a voulu déterminer si elles fonctionnaient différemment. Ils ont donc réparti les souris en trois groupes : un régime normal pauvre en graisses, un régime riche en graisses et un régime riche en graisses avec ajout de fructose. Non seulement les souris du troisième groupe ont développé des villosités plus longues, mais elles sont devenues plus obèses que les souris soumises au régime riche en graisses sans fructose.

Les chercheurs ont examiné de plus près les modifications du métabolisme et ont découvert qu’un métabolite spécifique du fructose, appelé fructose-1-phosphate, s’accumulait à des niveaux élevés. Ce métabolite interagissait avec une enzyme métabolisant le glucose, la pyruvate kinase, pour modifier le métabolisme cellulaire et favoriser la survie et l’allongement des villosités. Lorsque la pyruvate kinase ou l’enzyme qui fabrique le fructose-1-phosphate étaient supprimées, le fructose n’avait aucun effet sur la longueur des villosités. Des études antérieures sur les animaux ont suggéré que ce métabolite du fructose favorise également la croissance des tumeurs.

Selon Taylor, les observations faites chez la souris sont logiques du point de vue de l’évolution. « Chez les mammifères, notamment ceux qui hibernent dans les climats tempérés, le fructose est très disponible à l’automne, lorsque les fruits sont mûrs », a-t-il expliqué. « Manger beaucoup de fructose peut aider ces animaux à absorber et à convertir davantage de nutriments en graisses, ce dont ils ont besoin pour passer l’hiver. »

Le Dr Goncalves a ajouté que les humains n’ont pas évolué pour manger ce qu’ils mangent maintenant. « Le fructose est presque omniprésent dans les régimes alimentaires modernes, qu’il provienne du sirop de maïs à haute teneur en fructose, du sucre de table ou d’aliments naturels comme les fruits », a-t-il déclaré. « Le fructose n’est pas dangereux en soi. C’est un problème de surconsommation. Notre corps n’a pas été conçu pour en manger autant que nous le faisons. »

Les recherches futures viseront à confirmer que les résultats obtenus chez les souris se traduisent chez l’homme. « Il existe déjà des médicaments en cours d’essais cliniques à d’autres fins qui ciblent l’enzyme responsable de la production de fructose-1-phosphate », a déclaré le Dr Goncalves, qui est également membre du Sandra and Edward Meyer Cancer Center. « Nous espérons trouver un moyen de les réutiliser pour rétrécir les villosités, réduire l’absorption des graisses et éventuellement ralentir la croissance tumorale. »