Étude sur l’atténuation de l’inflammation gastro-intestinale par l’ajustement du rythme circadien intestinal via la régulation du temps de repas

Contexte

Une expression altérée des gènes du rythme circadien intestinal a été observée dans les biopsies de patients atteints de maladies inflammatoires de l’intestin (MII). La perturbation du rythme circadien, comme chez les travailleurs postés, a été associée à un risque accru de maladies gastro-intestinales, y compris les MII. Dans l’intestin, l’horloge circadienne des cellules épithéliales est considérée comme équilibrant l’homéostasie gastro-intestinale en régulant le microbiome. Cependant, le rôle du rythme circadien intestinal dans les MII n’est pas encore totalement élucidé.

Des études récentes suggèrent que l’alimentation à temps limité peut améliorer la santé métabolique et l’inflammation, et influencer le microbiote intestinal. Par conséquent, l’équipe de recherche a émis l’hypothèse que l’ajustement du rythme circadien intestinal par le temps de repas pourrait influencer le développement et la progression des MII.

Source de l’article

Cette étude a été réalisée en collaboration par des chercheurs de l’Université Technique de Munich et de l’Université du Surrey, dont Yunhui Niu, Marjolein Heddes, Baraa Altaha et al. L’article a été publié dans la version en ligne du 25 juin 2024 du journal “Cellular & Molecular Immunology”.

Processus de recherche

Conception et méthodes de l’étude

1. Sélection et validation du modèle animal : L’équipe de recherche a choisi des souris déficientes en gène IL-10 (IL-10-/-) comme modèle murin lié aux MII, démontrant des problèmes de comportement circadien et d’homéostasie immunitaire gastro-intestinale. Le comportement des souris dans des conditions de cycle jour/nuit (LD) et d’obscurité continue (DD) a été légèrement réduit en termes d’activité totale par rapport au groupe témoin de type sauvage, mais sans changement significatif.

2. Validation en biologie moléculaire : L’expérience a simultanément détecté les gènes du rythme circadien et les gènes liés à l’inflammation dans les cellules épithéliales du côlon de souris de type sauvage et déficientes en IL-10. Les résultats ont montré que dans les cellules du côlon des souris de type sauvage, les gènes du rythme circadien présentaient un fort rythme circadien, tandis que chez les souris déficientes en IL-10, ce rythme était complètement perdu, et l’expression des gènes liés à l’inflammation (tels que TNF, IFNγ) était significativement augmentée.

3. Restriction du temps de repas : Pour explorer l’impact de l’alimentation à temps limité (Restricted Feeding, RF), l’équipe de recherche a limité le temps de repas des souris expérimentales pendant la nuit lorsqu’elles étaient éveillées (ZT13-ZT17), réduisant progressivement le temps de repas de 8 heures initiales à 4 heures sur une période de 4 semaines. Pendant cette période, la consommation alimentaire et le niveau d’activité nocturne ont été mesurés, et étaient similaires pour les deux groupes de souris.

Données et résultats

1. Restauration des gènes du rythme circadien : L’expérience a montré que l’alimentation à temps limité nocturne a significativement amélioré l’expression rythmique des gènes du rythme circadien dans les tissus du côlon des souris déficientes en IL-10, atteignant des niveaux similaires à ceux du groupe témoin.

2. Changements des marqueurs de l’inflammation gastro-intestinale : Grâce à l’ajustement du temps de repas, les niveaux des marqueurs inflammatoires (tels que TNF et IFNγ) chez les souris déficientes en IL-10 ont été significativement réduits, le nombre de cellules T CD4+ dans les tissus épithéliaux du côlon et la densité du côlon se sont améliorés, et le score inflammatoire dans les coupes transversales du côlon a considérablement diminué.

3. Restauration du rythme du microbiome : L’étude a également examiné la composition et le rythme du microbiote intestinal, montrant que le rythme du microbiote des souris déficientes en IL-10 était complètement perdu, mais a été restauré après l’alimentation à temps limité nocturne.

4. Migration des cellules immunitaires : Les résultats de la quantification des cellules immunitaires et du séquençage du transcriptome ont montré que l’alimentation restreinte a significativement restauré la distribution circadienne des cellules T CD4+ dans la lamina propria du côlon, tout en réduisant le nombre total de cellules T CD4+.

Conclusions et signification

Les résultats de l’étude suggèrent que la perte du rythme circadien intestinal pourrait être un facteur clé dans le développement des MII. L’alimentation à temps limité nocturne peut restaurer le rythme circadien intestinal, améliorant ainsi la réponse inflammatoire et la santé du côlon, et augmentant significativement le taux de survie des souris déficientes en IL-10. En revanche, pour les souris déficientes en gène du rythme circadien intestinal BMAL1, cet effet d’amélioration par l’ajustement du temps de repas n’existait pas, démontrant l’importance du rythme circadien intestinal dans la détermination des bénéfices de l’alimentation à temps limité.

Points forts de la recherche

1. Preuves directes : Première présentation de preuves directes que le dysfonctionnement du rythme circadien intestinal provoque un déséquilibre immunitaire de l’hôte et favorise le développement et la progression de la colite de type MII.
2. Nouvelle stratégie : La restauration du rythme circadien intestinal par l’alimentation à temps limité offre une nouvelle stratégie pour améliorer les symptômes des MII et pourrait être utilisée pour développer de futures méthodes de traitement des MII basées sur le rythme circadien.
3. Étude du microbiome : L’étude révèle le rôle du rythme du microbiome intestinal dans le développement des MII, renforçant davantage l’importance du rythme circadien intestinal pour la santé gastro-intestinale.

Directions futures de la recherche

Bien que les résultats soutiennent fortement l’importance du rythme circadien intestinal dans les MII et les avantages potentiels de l’alimentation à temps limité, des expériences à plus long terme restent essentielles. Les futures recherches pourraient envisager : 1. Expériences RF à long terme : Évaluer l’effet d’amélioration continue de la RF sur les MII à long terme. 2. Exploration des mécanismes d’action : Approfondir l’exploration des mécanismes spécifiques par lesquels la RF influence les MII via les gènes du rythme circadien intestinal et les voies de signalisation associées.

Résumé

Cette étude fournit des preuves scientifiques solides et de nouvelles perspectives pour atténuer et prévenir les maladies inflammatoires gastro-intestinales en ajustant le rythme circadien intestinal par le temps de repas, et offre des stratégies d’intervention potentielles pour le traitement futur des MII et d’autres maladies métaboliques connexes.