Triptofan și dereglementarea metabolică, o nouă problemă pentru sănătate, medicamente și științe
Allison Agus 1 și Harry Sokol 1, 2 *
1 Institut Micalis, INRA, AgroParisTech, Universitatea Paris-Saclay, Domaine de Vilvert, 78352 Jouy-en-Josas, Franța.
2 Universitatea Sorbonne, Inserm, Centrul de Cercetare Saint-Antoine, CRSA, AP-HP, Spitalul Saint-Antoine, Departamentul de Gastroenterologie, F-75012 Paris, Franța.
Microbiota intestinală, o nouă cale pentru implicarea sa în sindromul metabolic
Sindromul metabolic se referă la coexistența mai multor anomalii care duc în general la obezitate, rezistență la insulină, intoleranță la glucoză și hiperlipidemie, care cresc considerabil riscul bolilor cardiovasculare. Rolul cauzal al microbiotei intestinale în dezvoltarea sindromului metabolic este deja recunoscut. Într-adevăr, ca și alte patologii, cum ar fi bolile inflamatorii cronice intestinale, sindromul metabolic se caracterizează printr-un dezechilibru al microbiotei intestinale numit disbioză, corespunzător unei diminuări a biodiversității și creșterii anumitor specii. Bacterii în detrimentul altora [1-3 ]. Tractul nostru digestiv găzduiește nu mai puțin de 10 13 până la 10 14 microorganisme care alcătuiesc microbiota noastră intestinală, implicate într-un număr mare de funcții fiziologice esențiale pentru organism, inclusiv digestive, metabolice, imune și neurologice [4, 5] (→).
(→) Vezi Sinteza lui V. Gaboriau-Routhiau și N. Cerf-Bensussan, Domnișoară nr. 11, noiembrie 2016, pagina 961
Majoritatea metaboliților fermentativi produși de microbiota intestinală sunt folosiți de gazdă și, deși mulți dintre acești metaboliți sunt benefici pentru sănătatea lor, unii pot fi dăunători [6]. Orice perturbare a echilibrului ecosistemului digestiv poate avea deci consecințe care pot duce la o stare patologică [7] (→).
(→) Vezi problema tematică Microbiota, Domnișoară nr.11, noiembrie 2016
Diferitele lucrări ale echipei noastre au arătat că un număr mare de metaboliți participă la dialogul complex dintre microbiota intestinală și tulburarea metabolică cu, în special, un rol cheie în metabolismul triptofanului [8]. Acest aminoacid esențial, un precursor al multor metaboliți, este un jucător crucial implicat în diferite căi de semnalizare din corp, de la intestin până la creier [9].
Metabolismul triptofanului: 3 căi esențiale legate de microbiota intestinală
Calea AhR (receptor de hidrocarburi arii)
Triptofanul este transformat de anumite bacterii din microbiotă în derivați de indol care sunt capabili să activeze receptorul de hidrocarburi aromatice AhR, un receptor care se găsește pe celulele imune și pe celulele epiteliale intestinale. Activarea acestuia duce la producerea de către celulele imune a interleukinei-22 (IL-22) care are o acțiune antiinflamatoare și un rol de protecție a mucoasei [10].
Calea serotoninei
Acest neurotransmițător este fabricat din triptofan și are efecte pe tot corpul. Este implicat în diferite procese biologice și în multe patologii. Mai mult de 80% din serotonina din corpul nostru este produsă în intestin de celule specializate și sub influența microbiotei [11].
Calea IDO (indolamina 2,3-dioxigenaza)
De la triptofan, calea IDO duce în special la producerea kinureninei, dar și la mulți alți metaboliți implicați în procesele imune, metabolice și chiar neurologice [12].
Descifrarea echilibrului complex care există între diferitele căi ale metabolismului triptofanului ar trebui, prin urmare, să ofere o mai bună înțelegere a apariției anumitor patologii intestinale și extraintestinale. Legătura dintre microbiotă și sănătate sugerează dezvoltarea de noi strategii terapeutice, în special în tratamentul sindromului metabolic.
Deci, cum este capabila microbiota intestinală să moduleze răspunsul imun al gazdei? Și mai precis, care este rolul triptofanului în dialogul dintre gazdă și microbiota sa? Care este legătura dintre microbiota intestinală, metabolismul triptofanului și sindromul metabolic? Pentru a răspunde la aceste întrebări, am întocmit un inventar al ultimelor progrese științifice cu privire la rolul triptofanului și al metaboliților săi în dialogul cu microbiota intestinală [9]. Au fost discutate două aspecte principale: (1) efectele derivaților triptofanului produși direct de bacteriile microbiotei și (2) controlul indirect asupra metabolismului triptofanului gazdei de către microbiota intestinală. În studiul nostru, am fost deosebit de interesați de calea care implică AhR, receptorul hidrocarburilor aromatice.