Altération durable de la symbiose hôte-microbiote intestinal par modulation du régime alimentaire dans un modèle murin

Dans un passé récent, les habitudes alimentaires des populations occidentales ont été bouleversées. Dans le même temps, une augmentation de l'incidence des maladies chroniques telles que l'obésité et le diabète de type 2 a été observée. Une altération du microbiote intestinal a été associée à de nombreuses de ces maladies. Le microbiote intestinal, qui représente l'ensemble des microorganismes du tractus digestif, joue un rôle crucial pour la santé de l'organisme hôte, en maintenant avec ce dernier une relation de symbiose. La consommation accrue de sucre et de graisses et la diminution ininterrompue de l'apport en fibres influencent significativement la composition et l'activité du microbiote intestinal, altérant ainsi les relations entre les deux membres de la symbiose et compromettant son équilibre. Des configurations discrètes et des états stables alternatifs ont été identifiés dans l'écosystème intestinal humain et dans des modèles pré-cliniques. Ces états représentent des bassins d'attraction pour l'écosystème, qui a tendance à y demeurer. Toutefois, des modifications des conditions externes du système peuvent entraîner sa transition vers un état alternatif. Le retour aux conditions précédent la transition ne garantit pas nécessairement un retour à l'état initial de l'écosystème, en raison de la coexistence possible de plusieurs états stables alternatifs sous une même condition. Ce phénomène est appelé hystérésis, et a été observé dans certaines études d'interventions alimentaires. Afin de comprendre les dynamiques de l'écosystème intestinal suite à des changements de régime, et d'examiner si ces changements seuls pouvaient induire une transition d'état, nous avons mené des expériences sur un modèle animal pré-clinique. Des souris ont reçu différents régimes alimentaires, suivis d'un retour aux conditions initiales. Nous avons étudié plusieurs régimes purifiés, réduit en fibres ou réduit en fibres et riche en graisses et sucres, comparés à un régime chow standard. L'état du microbiote intestinal et de l'hôte a été caractérisé longitudinalement pour identifier des états stables alternatifs. Nous avons également évalué la susceptibilité des animaux à une colite induite chimiquement, selon leur historique de traitements alimentaires. Nos résultats montrent que la réduction des fibres alimentaires a un impact drastique sur la composition et la diversité du microbiote intestinal, un effet qui est plus prononcé que celui des graisses et des sucres. La consommation d'un régime sans fibres entraîne une diminution de l'abondance de nombreux taxons bactériens. Après le retour aux conditions initiales, nous avons observé que l'abondance de certains taxons n'était pas restaurée au niveau observé dans les contrôles, et la diversité du microbiote intestinale ne l'était pas non plus dans deux de nos expériences. Nous avons également observé des signes d'états stables alternatifs dans deux de nos expériences, grâce à des analyses multivariées et à un clustering d'échantillons, basés sur la composition du microbiote intestinal. Cependant, la consommation temporaire d'un régime sans fibres n'a pas rendu l'hôte plus susceptible à un stress inflammatoire appliqué huit semaines après le retour vers un régime chow. Ces résultats soulignent l'importance des fibres alimentaires dans le maintien de la composition et de la diversité du microbiote intestinal et mettent en évidence la complexité des dynamiques de l'écosystème intestinal suivant des modifications de régime alimentaire.