Une étude rapportée dans Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) montre comment la présence d’une protéine spécifique appelée IL-22BP affecte la composition du microbiote intestinal et la réponse de l’organisme à l’infection bactérienne.
« Nous avons découvert que les souris qui ne produisent pas cette protéine sont mieux protégées contre les infections intestinales causées par des bactéries comme Clostridioides difficile et Citrobacter rodentium « , a déclaré Marco Aurélio Ramirez Vinolo, co-auteur de l'article. Il est professeur à l'Institut de biologie (IB-UNICAMP) de l'Université d'État de Campinas, au Brésil, et chef de son laboratoire d'immunoinflammation.
L'IL-22BP (protéine de liaison à l'interleukine 22) réduit la quantité disponible d'IL-22, une protéine produite par les cellules du système immunitaire qui aide à maintenir la barrière intestinale, renforce les cellules de la muqueuse intestinale et participe à la production de substances antimicrobiennes.
« Notre explication de cette découverte est que l'interleukine 22 est plus efficace en l'absence d'IL-22BP, en termes de renforcement des défenses intestinales avant même le début d'une infection », a déclaré Vinolo, qui a reçu un financement de la FAPESP pour une étude des mécanismes moléculaires impliqués dans le microbiote intestinal pendant l'inflammation.
Dans l'article de PNAS, les chercheurs rapportent que les souris sans IL-22BP avaient des bactéries intestinales différentes et que lorsque ces bactéries ont été transférées aux souris avec une production normale d'IL-22BP, elles ont néanmoins été protégées contre l'infection, suggérant que l'absence de la protéine de liaison a entraîné une modulation bénéfique du microbiote intestinal.
« Cette résistance à l'infection a été associée à une production accrue d'acides gras à chaîne courte, qui sont libérés par la fermentation des fibres alimentaires par les bactéries intestinales et ont des effets bénéfiques sur la santé intestinale, notamment la promotion d'un environnement anti-inflammatoire et le renforcement de la barrière intestinale », a déclaré José Luís Fachi, premier auteur de l'article et chercheur postdoctoral à la Washington University School of Medicine (WUSM) aux États-Unis.
Fachi a été soutenu par la FAPESP lors de ses recherches de doctorat sur l'interaction entre les bactéries intestinales et la colonisation par C. difficile un bacille résistant à plusieurs agents antimicrobiens et une cause fréquente d'infections contractées à l'hôpital. Les acides gras à chaîne courte sont produits par le métabolisme bactérien lors de la fermentation des fibres alimentaires et protègent l'intestin des infections telles que celles causées par C. difficile.
L'absence d'IL-22BP modifie la composition et la fonctionnalité du microbiote intestinal, ce qui se traduit par un profil bénéfique pour l'organisme, selon Vinolo, qui a dirigé la thèse de doctorat de Fachi. « Cela met en évidence le rôle du microbiote intestinal dans la régulation des réponses de l'organisme et suggère la possibilité d'atténuer ou de prévenir les infections intestinales via l'inhibition de l'IL-22BP », a-t-il déclaré.
Prochaines étapes
Des études ultérieures peuvent désormais être conçues pour comprendre cette découverte plus en profondeur et l'utiliser pour développer des traitements. « La prochaine étape essentielle consiste à étudier l'efficacité des inhibiteurs de l'IL-22BP dans des modèles animaux et éventuellement dans des essais cliniques pour traiter les infections intestinales graves », a déclaré Fachi. Une autre possibilité sera d'explorer comment différents types et quantités de fibres alimentaires affectent la production d'acides gras à chaîne courte. « La composition du microbiote intestinal en l'absence d'IL-22BP peut fournir des informations précieuses », a-t-il ajouté.
La modulation du microbiote intestinal peut être bénéfique pour d’autres maladies inflammatoires intestinales, telles que la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse, ainsi que pour les infections causées par d’autres agents pathogènes.
« Découvrir comment l’IL-22 interagit avec d’autres molécules et cellules du système immunitaire en l’absence d’IL-22BP nous aidera à mieux comprendre sa fonction dans l’immunité intestinale. De futures études pourraient transformer notre compréhension du rôle de ces protéines dans la santé intestinale et conduire au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour prévenir et traiter les infections intestinales », a déclaré Vinolo.
L'étude a impliqué des chercheurs du département de génétique, d'évolution, de microbiologie et d'immunologie de l'IB-UNICAMP et du département de pathologie et d'immunologie de la WUSM.