Le rhamnogalacturonan I dérivé de la carotte a-t-il un impact positif sur la composition et la fonction du microbiote intestinal ?

Dans une récente étude publiée dans la revue Nutrimentsles chercheurs ont utilisé un roman, ex vivo La technologie Systemic Intestinal Fermentation Research (SIFR)® pour évaluer la sélectivité avec laquelle le rhamnogalacturonan I dérivé de la carotte (cRG-I) a eu un impact sur le microbiote intestinal humain.

La recherche a été menée dans un contexte d’intérêt croissant pour le développement de modulateurs ciblés du microbiote intestinal, par exemple des prébiotiques, des interventions diététiques qui améliorent la santé humaine.

Étude: La carotte RG-I réduit les différences interindividuelles entre 24 adultes grâce à des effets constants sur la composition et la fonction du microbiote intestinal ex vivo. Crédit image : 5secondStudio/Shutterstock.com

Arrière-plan

Récemment, Lavelle et al. ont démontré que la composition du microbiote intestinal est très sujette à des différences interpersonnelles cliniquement pertinentes.

Bien que la classification du microbiote intestinal en entérotypes intestinaux distincts évolue dans la recherche sur le microbiote intestinal, les chercheurs sont conscients que Prévotelle, Bacteroideset Ruminocoque sont les trois principaux contributeurs à la variation du microbiote chez les individus en bonne santé.

Ainsi, si un micro-organisme hôte utilise sélectivement un substrat alimentaire pour conférer un bénéfice pour la santé, les différences interpersonnelles auront un impact sur le résultat clinique des interventions.

En d’autres termes, il existe un besoin de prébiotiques avec une spécificité telle que des micro-organismes commensaux intestinaux bénéfiques couramment abondants pourraient les fermenter de manière sélective et conférer des avantages pour la santé. Cela pourrait aider à atténuer les différences interpersonnelles, ce qui se traduirait par des résultats interventionnels plus prévisibles.

Précédent in vitro les études étaient limitées par la petite taille de leur échantillon. Aussi, en direct le microbiote et le microbiote qui s’est établi à court et à long terme dans les systèmes de laboratoire ont considérablement modifié leurs résultats.

Au contraire, la technologie à haut débit utilisée dans cette étude a permis l’inclusion de 24 adultes humains dans la conception de l’étude, ce qui a aidé les chercheurs à comparer la spécificité du cRG-I avec l’inuline (IN) et le xanthane (XA), deux prébiotiques traditionnels avec spécificités faible et élevée, respectivement.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé la technologie SIFR, un modèle intestinal basé sur un bioréacteur, pour tester cinq conditions expérimentales pour 24 adultes humains couvrant 1,5 g/j de cRG-I (dose élevée).

De plus, ils ont testé 0,3 g/j de cRG-I (faible dose), un contrôle sans substrat (NSC) et 1,5 g/j IN et XA à des fins de comparaison.

L’équipe a effectué toutes les expériences dans des bioréacteurs contenant cinq ml d’un mélange de milieu nutritionnel et d’inoculum fécal complété par des composés d’essai. Après 48 heures d’incubation, ils ont collecté des échantillons liquides pour la composition microbienne et l’analyse des métabolites.

Plus précisément, ils ont extrait les acides gras à chaîne courte (SCFA), le propionate, le butyrate, l’acétate et le valérate, ainsi que les acides gras à chaîne ramifiée (bCFA).

En outre, l’équipe a utilisé le profilage quantitatif du gène de l’acide ribonucléique ribosomal (ARNr) 16S pour l’analyse phylogénétique d’échantillons de microbiote intestinal humain et la cytométrie en flux (FC) pour le nombre total de cellules (cellules/mL).

De cette manière, les chercheurs ont estimé le nombre absolu de cellules pour les groupes taxonomiques stratifiés par embranchement, famille et unité taxonomique opérationnelle (OTU).

En outre, les chercheurs ont estimé la diversité α et la diversité β, c’est-à-dire une mesure de la richesse en espèces et de la dissemblance entre les échantillons via l’indice de diversité Chao1 et l’indice Unifrac pondéré, respectivement. Notamment, la diversité β explique la parenté des taxons et leur abondance.

L’équipe a comparé les effets du traitement du NSC et des composés de test en utilisant des mesures répétées ANOVA et la méthode de Benjamini-Hochberg [False Discovery Rate (FDR) = 0.05)] valeurs p corrigées.

Enfin, ils ont effectué une analyse statistique sur les valeurs transformées en log10, où ils ont considéré la limite de détection (LOD) d’un groupe taxonomique égale à la LOD globale sur la base d’une procédure prédéfinie. Plus important encore, ils ont retenu les 100 OTU les plus abondantes dans l’analyse.

Résultats

L’équipe a évalué des échantillons fécaux de 13 donneurs masculins et 11 donneurs féminins âgés de 28 à 61 ans. Les résultats de l’étude ont confirmé que le traitement cRG-I réduisait les différences interpersonnelles dans la composition microbienne intestinale et la synthèse des métabolites par stimulation sélective des taxons communs du microbiome.

La grande complexité de la structure chimique du cRG-I a probablement favorisé la croissance d’environ 30 OTU. Dans un contraste frappant, IN et XA ont renforcé les différences interpersonnelles.

Le traitement cRG-I a amélioré les taxons, tels que la synthèse d’acétate/propionate Bacteroidaceae spp.par exemple., B.dorei et B. thetaiotaomicronsynthétisant l’acétate Bifidobacteriaceae longum et B. adolescentet les espèces bactériennes synthétisant le butyrate, par exemple, Faecalibacterium prausnitzii. Sur la base de l’augmentation observée des OTU, B.dorei et B. poumons sont apparues comme des espèces clés pour la fermentation cRG-I.

En effet, l’analyse de grandes tailles d’échantillons est la clé pour établir une corrélation entre les métabolites et les espèces bactériennes et comprendre l’impact mécanique du cRG-I sur le microbiote intestinal humain.

Enfin, par rapport à IN, cRG-I a entraîné des niveaux d’acétate nettement plus élevés (+ 40 %), de niveaux totaux d’AGCC (+ 32 %) et de propionate (+ 22 %). Ainsi, sur la base des paramètres de fermentation fondamentaux, cRG-I a conduit à une production profonde de SCFA et à une production de gaz réduite, se traduisant par une meilleure tolérance.

conclusion

L’étude actuelle a souligné le besoin de modulateurs ciblés du microbiote intestinal avec des résultats plus attendus, car même les fibres à haute spécificité, telles que XA, pourraient également être trop spécifiques. Ainsi, les sujets de test dépourvus de dégradeurs Keystone XA hautement spécialisés n’ont pas répondu à son traitement.

À l’inverse, le composé principal testé dans cette étude, cRG-I, pourrait être systématiquement fermenté par des espèces clés couramment abondantes chez les adultes humains, quel que soit leur entérotype.

Les 24 donneurs testés dans cette étude ont ainsi fermenté le cRG-I, ce qui a eu un impact remarquable sur la composition et la fonctionnalité du microbiote, comme l’indiquent les paramètres de fermentation. Dans l’ensemble, le cRG-I est apparu comme une fibre alimentaire de spécificité moyenne à élevée avec des avantages bien reconnus pour la santé humaine.