Des chercheurs de la Charité — Universitätsmedizin Berlin et de l’Université de Californie à San Francisco ont pu montrer pour la première fois qu’un régime très peu calorique modifie de manière significative la composition du microbiote présent dans l’intestin humain. Dans une publication actuelle de Nature, les chercheurs indiquent que le régime entraîne une augmentation de certaines bactéries, notamment Clostridioides difficile, qui est associée à la diarrhée et à la colite induites par les antibiotiques. Ces bactéries affectent apparemment l’équilibre énergétique de l’organisme en exerçant une influence sur l’absorption des nutriments par l’intestin.
Le microbiome intestinal humain est composé de billions de micro-organismes et diffère d’une personne à l’autre. Chez les personnes en surpoids ou obèses, par exemple, on sait que sa composition est différente de celle des personnes ayant un poids normal. Nombreux sont ceux qui, à un moment ou à un autre de leur vie, tentent de suivre un régime pour perdre du poids. Mais quels sont les effets d’un changement aussi radical de régime sur notre organisme ? Une équipe internationale de chercheurs codirigée par la Charité s’est penchée sur cette question. « Pour la première fois, nous avons pu montrer qu’un régime très faible en calories produit des changements majeurs dans la composition du microbiome intestinal et que ces changements ont un impact sur l’équilibre énergétique de l’hôte », explique le professeur Joachim Spranger, chef du département d’endocrinologie et des maladies métaboliques de la Charité et l’un des principaux auteurs de l’étude.
Pour explorer les effets d’un régime, l’équipe a étudié 80 femmes âgées (post-ménopausées) dont le poids allait d’un léger surpoids à une obésité sévère pendant une durée de 16 semaines. Les femmes ont soit suivi un régime de substituts de repas sous surveillance médicale, en consommant des shakes totalisant moins de 800 calories par jour, soit maintenu leur poids pendant toute la durée de l’étude. Les participantes ont été examinées au Centre de recherche expérimentale et clinique (ECRC), un établissement géré conjointement par la Charité et le Centre Max Delbrück de médecine moléculaire (MDC). L’analyse régulière d’échantillons de selles a montré que le régime alimentaire réduisait le nombre de micro-organismes présents dans l’intestin et modifiait la composition du microbiome intestinal. « Nous avons pu observer comment les bactéries ont adapté leur métabolisme afin d’absorber davantage de molécules de sucre et, ce faisant, de les rendre indisponibles pour leur hôte humain. On pourrait dire que nous avons observé le développement d’un « microbiome affamé » », explique le premier auteur de l’étude, le Dr Reiner Jumpertz von Schwartzenberg, chercheur et clinicien au département d’endocrinologie et des maladies métaboliques, dont les travaux ont été financés par le programme « Clinician Scientist » géré par la Charité et l’Institut de santé de Berlin (BIH).
Des échantillons de selles, qui avaient été prélevés avant et après un régime, ont ensuite été transférés dans des souris qui avaient été maintenues dans des conditions sans germes et, par conséquent, dépourvues de tout microbiote intestinal. Les résultats ont été stupéfiants : Les animaux qui ont reçu des selles post-régime ont perdu plus de 10 % de leur masse corporelle. Les selles pré-diète n’ont eu aucun effet. « Nos résultats montrent que ce phénomène s’explique principalement par des modifications de l’absorption des nutriments par l’intestin des animaux », déclare le professeur Spranger. Il ajoute : « Cela met en évidence le fait que les bactéries intestinales ont un impact majeur sur l’absorption des aliments ».
Lorsque les chercheurs ont étudié plus en détail la composition des selles, ils ont été particulièrement frappés par les signes d’une colonisation accrue par une bactérie spécifique — Clostridioides difficile. Bien que ce micro-organisme soit communément présent dans l’environnement naturel et dans l’intestin d’êtres humains et d’animaux en bonne santé, son nombre dans l’intestin peut augmenter en réponse à l’utilisation d’antibiotiques, ce qui peut entraîner une inflammation grave de la paroi intestinale. Elle est également connue comme l’un des agents pathogènes les plus courants associés à l’hôpital. Des quantités accrues de la bactérie ont été trouvées à la fois chez les participants qui avaient suivi le régime de perte de poids et chez les souris qui avaient reçu des bactéries intestinales post-diète. « Nous avons pu montrer que C. difficile produisait les toxines typiquement associées à cette bactérie et que c’était à cela que dépendait la perte de poids des animaux », explique le professeur Spranger. Il ajoute : « Malgré cela, ni les participants ni les animaux n’ont montré de signes pertinents d’inflammation intestinale. »
Résumant les résultats de la recherche, le professeur Spranger déclare : « Un régime très faible en calories modifie gravement notre microbiome intestinal et semble réduire la résistance à la colonisation de la bactérie Clostridioides difficile associée aux hôpitaux. Ces changements rendent l’absorption des nutriments à travers la paroi intestinale moins efficace, notamment sans produire de symptômes cliniques pertinents. Ce qui n’est pas clair, c’est si et dans quelle mesure ce type de colonisation asymptomatique par C. difficile peut nuire ou potentiellement améliorer la santé d’une personne. Cette question doit être explorée dans des études de plus grande envergure ». Les résultats de l’étude actuelle, qui a également été financée par le Centre allemand des maladies cardiovasculaires (DZHK), pourraient même donner lieu à des options de traitement des troubles métaboliques tels que l’obésité et le diabète. C’est pourquoi les chercheurs vont maintenant étudier comment les bactéries intestinales peuvent être influencées afin de produire des effets bénéfiques sur le poids et le métabolisme de leurs hôtes humains.