Nos intestins contiennent des milliards de microbes, connus collectivement sous le nom de microbiote intestinal. Les microbiomes de chaque personne sont différents et sont le produit de ce que nous héritons de nos mères à la naissance, de notre alimentation, de notre environnement et de notre mode de vie.
Il est bien établi que l’intestin joue un rôle dans de nombreux systèmes de notre corps, y compris la digestion, la faim et la satiété, par de multiples mécanismes, mais les chercheurs commencent maintenant à découvrir les différences spécifiques entre les microbiomes des personnes obèses et des personnes minces, et à développer des traitements personnalisés de gestion du poids sur la base de leurs découvertes.
Il existe des centaines de différences dans nos gènes qui nous prédisposent à l’obésité, qui augmente le risque de développer des maladies cardiovasculaires et le diabète de type 2, et qui est en augmentation dans la plupart des pays du monde.
Des études portant sur des jumeaux ont montré que l’obésité présente un taux d’héritabilité, compris entre 40 et 75%. Ce qui signifie que des facteurs externes jouent aussi un rôle. Mais s’il existe de nombreuses différences entre les bactéries intestinales qui pourraient influencer le poids, les scientifiques ne savent pas encore pourquoi, ni même dans quelle mesure cela est dû à nos gènes.
Certaines personnes ont plus de difficultés que d’autres à perdre du poids, et cela peut être à cause des bactéries présentes dans nos intestins. Plus précisément, les enzymes qu’il contient.
« Ce que nous mangeons est disponible pour notre corps, mais aussi pour les bactéries à l’intérieur de nos intestins, qui vont digérer les parties des aliments lorsque nous n’avons pas les enzymes nécessaires », explique Purna Kashyap, professeur associé à la clinique Mayo et responsable du laboratoire de microbiologie intestinale.
« Ce processus génère des calories supplémentaires que le microbiote intestinal peut nous restituer. Il s’agit donc d’une relation mutuellement bénéfique dans laquelle les bactéries nous permettent de tirer un meilleur parti de ce que nous mangeons », explique-t-il.
Kashyap a testé si, en passant à un régime moins calorique, les bactéries intestinales peuvent être plus efficaces pour tirer des calories de la nourriture, ce qui serait utile lorsque la nourriture n’est pas abondante, mais pourrait également entraver la perte de poids.
Dans le cadre d’une étude pilote, 26 participants ont suivi un régime hypocalorique riche en fruits et légumes, et certains n’ont pas perdu autant de poids que d’autres. L’analyse des bactéries de leur intestin a révélé que les participants avaient des niveaux différents de deux types particuliers de bactéries, et l’une d’entre elle, appelé Dialister, entravait la perte de poids.
Chez les personnes incapables de perdre du poids, cette bactérie était capable de décomposer les glucides et d’utiliser leur énergie. plus efficacement, explique M. Kashyap.
Certaines bactéries que nous tirons de notre alimentation pourraient indirectement provoquer une prise de poids en modifiant le comportement de l’intestin.
Cependant, Kashyap affirme que seule une fraction de la perte de poids peut être contrôlée par ces microbes.
« Il est logique sur le plan biologique que les bactéries puissent constituer un obstacle, mais elles ne peuvent jouer qu’un petit rôle car elles ne produisent qu’un petit nombre de calories nécessaires ».
Si les recherches n’ont pas permis de conclure sur l’origine de la bactérie Dialister, une étude a montré que certaines bactéries que nous tirons de notre alimentation pouvaient indirectement provoquer une prise de poids en modifiant le comportement de l’intestin.
Les chercheurs ont analysé les échantillons de plasma sanguin et de selles de 600 personnes obèses et minces, et ont trouvé 19 métabolites différents liés à quatre types de bactéries intestinales qui pourraient entraîner une prise de poids, dont le glutamate, lié à l’obésité, et les BCAA (acides aminés à chaîne ramifiée), associés à une plus grande sécrétion d’insuline et au risque de diabète de type 2 et de maladies cardiovasculaires.
Ces métabolites peuvent être en partie déterminées par la consommation de viande, selon la chercheuse Louise Brunkwall.
« Le modèle de métabolite que nous avons identifié contient beaucoup d’acides aminés à chaîne ramifiée, que l’on trouve dans les produits animaux. Ceci est en accord avec d’autres recherches qui montrent qu’un apport élevé en protéines augmente le risque de plusieurs maladies ».
Selon M. Brunkall, la recherche doit se concentrer sur la manière dont la composition des bactéries de l’intestin peut être modifiée pour réduire le risque d’obésité, ainsi que sur la compréhension de l’aspect d’un intestin sain et des facteurs qui modifient sa composition bactérienne.
Il n’y a pas encore d’image claire des différences entre le profil bactérien de l’intestin des personnes maigres et des personnes obèses, explique Oluf Pedersen, professeur de génétique métabolique au Centre de recherche métabolique fondamentale de la Fondation Novo Nordisk à l’Université de Copenhague. Mais ce qui est établi, c’est l’importance d’avoir un microbiote intestinal diversifié, rempli de nombreux types de bactéries différentes.
Pedersen et son équipe ont analysé les bactéries intestinales de 123 adultes non obèses et de 169 adultes obèses, et ont découvert que les 23 % de ceux qui présentaient une diversité relativement faible étaient plus susceptibles d’être obèses, d’avoir une résistance à l’insuline et des taux élevés de lipides sanguins, ainsi que des taux accrus de marqueurs d’inflammation dans le sang. Tous ces facteurs augmentent le risque de diabète de type 2 et de maladies cardiovasculaires.
Ceux qui étaient à la fois obèses et présentaient une diversité bactérienne plus faible ont pris beaucoup plus de poids au cours des neuf dernières années.
Une étude a révélé que nous pourrions atteindre une plus grande diversité de microbiote intestinal en augmentant notre consommation de fibres.
Selon M. Pedersen, les raisons pour lesquelles certaines personnes ont une plus grande diversité de bactéries intestinales que d’autres ne sont pas encore comprises, mais les scientifiques savent que le fait d’avoir plusieurs traitements antibiotiques peut contribuer à une perte importante de bactéries qui ne se rétablissent jamais complètement.
Il n’est pas encore tout à fait établi si la diversité des bactéries est une cause ou une conséquence de la prise de poids, mais il est prouvé que le microbiome peut influencer le métabolisme.
Une étude a montré que nous pouvons peut-être obtenir une plus grande diversité de microbiote intestinal en augmentant notre consommation de fibres. Lorsque nous consommons des fibres, nos intestins les décomposent en acides gras à chaîne courte, dont le butyrate, un anti-inflammatoire lié à la minceur, explique Ana Valdes, auteur de l’étude et professeur associé à l’université de Nottingham.
« Si les personnes atteintes de diabète de type 2 suivent un régime riche en fibres, vous pouvez réduire leur état diabétique et augmenter la production de butyrate », dit-elle.
« Les personnes qui ont des microbiomes plus diversifiés et qui mangent plus de fibres ont un régime alimentaire moins insulinogène (composé d’aliments qui nous donnent des pics de glucose et d’insuline plus faibles), et ont probablement une dépense énergétique plus élevée ».
« Nous devons le tester correctement, mais les bactéries intestinales pourraient convertir la fibre en substances qui modulent la sensibilité à l’insuline et le métabolisme énergétique. »
Les recherches récentes, et sans doute les plus révolutionnaires à ce jour, sur le lien entre le poids et la santé intestinale concernent l’espèce bactérienne Christensenellaceae. Environ 97 % d’entre nous ont des niveaux détectables de cette bactérie dans leurs intestins, mais on a constaté qu’elle était plus présente chez les personnes minces.
Lorsque les chercheurs ont examiné les microbes intestinaux héréditaires, Christensenellaceae est arrivée en tête de liste, présente dans les microbiomes intestinaux du monde entier et apparaissant dès le plus jeune âge, y compris dans les intestins des bébés.
« Nous n’en avions jamais entendu parler auparavant et nous sommes fiers de connaître les noms des choses », déclare Ruth Ley, chercheuse principale de l’étude et directrice du département de science microbiologique de l’Institut Max Planck de biologie du développement.
Les chercheurs de l’Institut Weizmann en Israël ont trouvé un moyen de personnaliser le traitement pour améliorer la santé de l’intestin et réduire le risque de développer un diabète
Les chercheurs ont transplanté un microbiome associé à l’obésité, modifié pour inclure les Christensenellaceae, dans des souris et ont découvert qu’il les protégeait contre la prise de poids.
« Comme la génétique de l’hôte ne représente qu’environ 40% de l’abondance relative, nous ne savons pas d’où proviennent 60% des Christensenellaceae », explique Jillian Waters, qui faisait partie de l’équipe de recherche qui a découvert la capacité de la bactérie à protéger les rats contre la prise de poids. Elle a l’intuition que cela vient de notre alimentation et de notre mode de vie, et maintenant, les chercheurs essaient d’aller au fond de ce qu’elle fait réellement et d’où elle vient, afin d’ouvrir la voie à de futurs traitements.
En attendant, des chercheurs de l’Institut Weizmann en Israël ont trouvé un moyen de personnaliser le traitement pour qu’il soit bénéfique pour la santé des intestins et réduise le risque de développer un diabète, qui est associé à l’obésité.
Les chercheurs ont recruté 1 000 participants et les ont chargés de mesurer leur glycémie toutes les cinq minutes et d’enregistrer leur régime alimentaire, leur sommeil et leurs sensations pendant une semaine. Ils ont constaté qu’ils réagissaient différemment à différents aliments.
« De nombreux aliments provoquent les réactions auxquelles on s’attendrait chez les gens, par exemple, le fait de manger des repas sans sucre maintient le taux de sucre dans le sang constant chez la plupart des gens, et les aliments sucrés font monter les taux en flèche, mais la mesure dans laquelle cela se produit varie beaucoup d’une personne à l’autre », explique Eran Segal, scientifique en chef du projet.
« Les tomates sont un aliment qui fait monter les taux de sucre en flèche pour certaines personnes, donc la quantité qu’elles mangent devrait être contrôlée, alors que d’autres peuvent trouver qu’un seul aliment est mauvais pour eux mais, combiné avec un autre aliment, il peut être meilleur ».
Les bactéries de notre intestin sont capables de réactions biochimiques complexes.
À partir des données qu’ils ont recueillies, les chercheurs ont développé un algorithme informatique qui pourrait prendre la composition bactérienne de l’intestin d’une personne et prédire comment son taux de glycémie réagira à différents aliments. Ils ont demandé à 25 participants de manger des aliments jugés « bons » pour leur glycémie pendant une semaine, puis des aliments jugés « mauvais ». Les régimes ont modifié leurs réactions au sucre dans le sang et ont réussi à équilibrer les taux de sucre dans le sang.
« Les bactéries de notre intestin et les réactions individuelles du sucre dans le sang aux différents aliments peuvent évoluer au fil du temps », explique M. Segal, mais cela prendrait beaucoup de temps, et nos intestins avant et après les changements seraient toujours plus semblables que la façon dont nos intestins se comparent à ceux d’une autre personne.
Segal mène actuellement des recherches sur les personnes atteintes de prédiabète et de diabète et constate que les régimes personnalisés conçus grâce à l’algorithme, lorsqu’ils sont maintenus pendant une période plus longue, peuvent inverser à la fois le prédiabète et le diabète.
Les chercheurs espèrent que d’autres traitements personnalisés seront disponibles dans les cinq prochaines années, mais il reste encore beaucoup de travail à faire.
Les bactéries qui se trouvent dans nos intestins, explique M. Kashyap, sont capables de réactions biochimiques complexes.
« Nous devons maintenant comprendre comment ces bactéries influencent chacun de ces processus, ce qui conduit à l’obésité et au diabète, qui sont des maladies complexes et multifactorielles ».
« Le microbiome est modifiable, nous pouvons le modifier. Si nous pouvons comprendre comment les bactéries intestinales le dirigent, nous devrions pouvoir le cibler à plusieurs niveaux, qui auront chacun un impact sur le traitement de l’obésité. Il ne fait donc aucun doute que le microbiome est une partie de cette solution ».
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