« Cette recherche est très excitante, car la situation que nous avons créée chez ces souris est très similaire à ce que vivent les humains lorsqu’ils sont traités avec plusieurs antibiotiques », explique Satchidananda Panda, professeur au Laboratoire de biologie réglementaire de Salk et auteur principal de l’article. « Maintenant que nous connaissons ces effets sur le métabolisme du glucose, nous pouvons rechercher des composants du microbiome qui les influencent. »
Le microbiome est la collection de micro-organismes qui vivent dans le corps d’un animal, dont beaucoup sont essentiels à la santé. Des études antérieures ont montré que les souris dont le microbiome est déficient en certains types de bactéries sont plus susceptibles de développer un diabète. Il existe également des preuves que certains microbes peuvent protéger contre le diabète.
« De nombreux scientifiques effectuant des expériences sur le microbiome avec des souris utilisent des antibiotiques pour éliminer les bactéries avant leur intervention », explique Amir Zarrinpar, professeur adjoint à l’UC San Diego et premier auteur de l’article. « Nous montrons qu’un tel dégagement a un effet énorme sur le métabolisme de la souris. Certains effets métaboliques peuvent donc être attribués à cet épuisement plutôt qu’à l’intervention. »
Les chercheurs n’ont pas entrepris d’examiner spécifiquement comment l’épuisement induit par les antibiotiques influence les niveaux de glucose. Ils ont voulu examiner les rythmes circadiens (24 heures) du métabolisme de la souris lorsque le microbiome est épuisé. Ce type de recherche est souvent effectué avec des souris élevées dans des environnements exempts de germes.
« Parce que nous n’avions pas accès à ces souris exemptes de germes, nous avons décidé d’épuiser le microbiome en utilisant des antibiotiques courants de la clinique », explique Panda. Les chercheurs ont utilisé un cocktail de quatre antibiotiques différents chez les souris pour le faire. « Cette faiblesse – ne pas avoir le bon type de souris – est devenue une force qui nous a permis de faire cette découverte inattendue », explique Panda.
Après avoir traité les souris, les chercheurs ont observé une forte diminution de la diversité des microorganismes présents dans leurs tripes, comme prévu. Lorsqu’ils ont examiné les métabolismes des souris, ils ont constaté qu’elles étaient capables d’éliminer le glucose de leur sang beaucoup plus rapidement que prévu.
D’autres études ont montré que le tissu du côlon chez les souris agissait comme une sorte de puits pour le glucose – absorbant le sucre supplémentaire et réduisant ainsi ses niveaux dans le sang. Ce comportement correspondait à l’observation que les souris avaient des deux-points dont la taille était considérablement augmentée.
Les chercheurs ont ensuite découvert que ces changements métaboliques étaient en fait liés à des changements dans la fonction hépatique et aux acides biliaires libérés par le foie. Les souris n’avaient pas de changements dans la composition de la graisse corporelle ni dans ce qu’elles mangeaient – les deux choses qui influencent normalement le métabolisme du glucose et sont connues pour jouer un rôle dans le diabète de type 2 chez l’homme.
« Nous ne suggérons pas que le diabète de type 2 soit traité avec des antibiotiques », explique Panda.
Zarrinpar ajoute: « Il est juste intéressant de voir qu’il existe un moyen de manipuler le microbiome pour que l’intestin produise des niveaux élevés d’hormones qui rendent le corps plus sensible à l’insuline. »
Les prochaines étapes consistent à examiner comment se produisent les changements dans le foie et quel composant du microbiome influence les changements. « Peut-être pourrions-nous trouver des moyens de soutenir la croissance de certains microbes intestinaux et d’induire ces changements dans la régulation du glucose chez l’homme », conclut Panda. » Nous sommes maintenant un pas de plus vers la traduction de cette recherche. »