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Antécédent d’AVC et maladie coronaire : une combinaison fatale

L’équipe du service de cardiologie de l’hôpital Bichat et de l’Unité mixte Inserm 698 (AP-HP, Université Paris Diderot), en collaboration avec des équipes internationales a étudié une cohorte de patients atteints de maladie coronaire. Cette étude a mis en évidence chez les patients ayant des antécédents d’accident vasculaire cérébral (AVC) ou d’accident ischémique transitoire (AIT) non seulement un risque plus élevé d’événements cardio-vasculaires mais aussi d’événements hémorragiques, soulignant le défi thérapeutique que représente la prise en charge de ces patients. Les travaux ont fait l’objet d’une publication on-line dans Circulation*.


crédit Serimedis/Inserm

Les maladies cardio et cérébro-vasculaires représentent les deux premières causes de mortalité au monde. Elles sont parfois associées chez un même patient et leur combinaison représente à la fois un risque considérable pour le patient et un défi thérapeutique.

Aujourd’hui, les médicaments antithrombotiques qui permettent de fluidifier le sang sont un traitement efficace de la maladie coronaire. Plusieurs essais randomisés évaluant de nouveaux traitements antithrombotiques chez des patients coronariens ont identifié qu’un antécédent d’AVC ou d’AIT constituait un marqueur d’augmentation du risque d’hémorragie intracrânienne pouvant conduire au décès du patient. L’étude menée par l’équipe du service de Cardiologie de l’hôpital Bichat et de l’Unité Inserm 698 associée à plusieurs équipes internationales a consisté à suivre et à analyser pendant 4 ans, 26 389 patients coronariens issus du registre international de patients athérothrombotiques REACH afin de caractériser de manière très précise le risque ischémique et hémorragique associé à un antécédent d’AVC ou d’AIT chez les patients coronariens.

Les résultats de cette étude mettent en évidence la fréquence de ce phénomène, 4 460 patients, soit 17% de la cohorte de patients coronariens, avaient un antécédent d’AVC ou d’AIT. Cet antécédent d’AVC ou d’AIT était de plus associé à une augmentation d’environ 50% (par rapport aux patients coronariens sans antécédent d’AVC) du risque de décès, d’infarctus, ou d’AVC, avec une augmentation du risque d’AVC ischémique et hémorragique.

Cette étude objective également le défi thérapeutique que représente le traitement de ces patients. En effet, un traitement antiplaquettaire ou anticoagulant plus fortement dosé est associé à une augmentation particulièrement élevée du risque hémorragique.

« Les conclusions de l’étude sont importantes puisqu’elles soulignent la difficulté de prise en charge de ce type de patients, fréquents et dont le pronostic est particulièrement grave. Elles démontrent par ailleurs la nécessaire sélection du traitement antithrombotique. Des essais cliniques complémentaires sont en cours pour tester de nouvelles stratégies de traitement chez ces patients » explique le Pr Steg, du service de cardiologie de l’hôpital Bichat.

L’accident vasculaire cérébral (AVC) désigne l’obstruction ou la rupture d’un vaisseau transportant le sang dans le cerveau. Il en résulte un manque d’apport d’oxygène mettant en danger le fonctionnement d’une ou plusieurs zones du cerveau.

Un accident vasculaire cérébral (AVC) survient lorsque la circulation sanguine vers ou dans le cerveau est interrompue par : un vaisseau sanguin bouché (AVC ischémique), le plus fréquent ou un vaisseau sanguin rompu (AVC hémorragique), dans moins de 20% des cas.

L’AVC ischémique (ou « infarctus cérébral »). L’artère est bouchée par une plaque riche en cholestérol (athérosclérose), on parle de thrombose cérébrale (40 à 50 % des AVC), ou un caillot de sang, venu obstruer l’artère, il s’agit alors d’une embolie cérébrale (30 % des AVC).

L’AVC hémorragique (20 % des cas). Il est dû le plus souvent à une rupture d’anévrisme. Les tumeurs, les crises d’hypertension et divers troubles de la coagulation peuvent eux aussi entraîner des hémorragies cérébrales.

L’Accident Ischémique Transitoire (AIT). Lorsque l’obstruction de l’artère cérébrale se résorbe d’elle-même et ne provoque pas de séquelle, on parle d’accident ischémique transitoire. Ses symptômes sont les mêmes que l’AVC, mais ils durent de quelques secondes à quelques minutes avant le retour à la normale. L’AIT peut donc passer inaperçu et être confondu avec un simple malaise. Il signale pourtant un risque important d’AVC plus grave.

Le rôle des cellules immunitaires innées dans le développement du diabète de type 1

Julien Diana, Yannick Simoni de l’équipe « Mécanismes immunitaires du Diabète de Type 1 » (Inserm/Université Paris Descartes), dirigée par Agnès Lehuen, viennent de publier les résultats de leurs travaux dans la revue Nature Medicine sur le diabète du type 1, maladie caractérisée par l’autodestruction des cellules β pancréatiques productrices d’insuline. Les chercheurs révèlent le rôle des cellules immunitaires innées, en particulier les cellules dendritiques, qui entrainent l’activation des lymphocytes T tueurs dirigés contre les cellules β pancréatiques. Ces résultats obtenus chez la souris permettent d’envisager de nouvelles pistes pour réguler cette réaction auto-immune générée par les cellules immunitaires innées.

Le diabète de type 1, ou diabète insulino-dépendant, est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction des cellules β pancréatiques, productrices d’insuline, présentes au sien des îlots de Langerhans au niveau du pancréas. La particularité de ce type de diabète réside dans le fait que ces cellules sont détruites par les lymphocytes T tueurs du système immunitaire du patient. Il s’agit d’une réaction auto-immune. De nombreux travaux ont mis en évidence le rôle de ces lymphocytes T autoréactifs dans la mort des cellules β pancréatiques. Toutefois les mécanismes impliqués dans l’activation initiale du système immunitaire, qui déclenche la cascade d’événements conduisant à la mort des cellules, sont encore mal définis.

Les travaux de l’équipe  » Mécanismes immunitaires du diabète de Type 1″ (Inserm/Université Paris Descartes) chez des souris NOD (Non obese diabetic), modèle utilisé pour l’étude du diabète de type 1, révèlent le rôle essentiel des cellules du système immunitaire inné[1] qui n’avaient jusqu’à lors pas été impliquées dans le diabète. On savait que celles-ci jouaient un rôle dans d’autres pathologies auto-immunes telles que le lupus ou le psoriasis. Dans cette étude, les chercheurs sont parvenus à décrire les mécanismes qui initient l’activation des lymphocytes T dirigés contre les cellules β pancréatiques.

Le système immunitaire inné est activé en temps normal lors d’une infection. On observe alors le recrutement et l’activation des neutrophiles et des cellules dendritiques qui constituent les premières étapes de la réponse immunitaire. De façon anormale chez les souris diabétiques NOD, la mort physiologique naturelle des cellules β pancréatiques, qui survient au cours du développement, induit une réponse auto-immune innée dans le pancréas. Les chercheurs détaillent la mise en place d’une cascade d’activation de ces cellules immunitaires innées dans les îlots de Langerhans.

Activation du système immunitaire conduisant à la mort des cellules β

©Inserm / Agnès Lehuen – Juliette Hardy

La dégradation naturelle des cellules β (1) laisse dans les tissus des débris cellulaires qui activent anormalement les neutrophiles (2). Ces cellules d’alerte du système immunitaire informent les cellules dendritiques (pDC) (3) qui provoquent à leur tour la production d’interférons IFN α, une molécule d’alerte (4). L’interféron α stimule alors les lymphocytes T qui, en reconnaissant les cellules β pancréatiques fonctionnelles, induisent la mort de ces cellules (5).

Les cellules immunitaires innées et les cellules T tueuses dans les îlots de Langherans

©Inserm / Yannick Simoni

A-B) Photographies en fluorescence d’un îlot pancréatique (vert) et zoom (B) sur un neutrophile (jaune) produisant une molécule activatrice (rouge)
C) Photographie d’îlots de souris non traitées où l’on observe les cellules T tueuses (flèches blanches)

« Nous avons observé chez les souris que des traitements empêchant l’activation de ces cellules immunitaires innées, les neutrophiles et les cellules dendritiques, prévient la survenue du diabète en inhibant l’apparition des réponses T auto-immunes contre le pancréas » explique Agnès Lehuen, responsable de l’équipe Inserm.

Ces résultats montrent pour la première fois le rôle important des cellules immunitaires innées dans la cascade d’évènements qui mène au développement du diabète de type 1. Les chercheurs poursuivent leurs travaux pour comprendre comment réguler cette réaction auto-immune en ciblant les cellules dendritiques sans compromettre le système immunitaire inné, essentiel en cas d’infection. Plusieurs pistes sont menées pour tenter de réguler la production de la molécule d’alerte INF α qui précède l’activation des cellules T tueuses, par exemple en ciblant spécifiquement certaines voies d’activation des cellules dendritiques pDC.

« De telles approches thérapeutiques sont actuellement testées dans d’autres maladies auto-immunes comme le lupus et le psoriasis. Ces traitements innovants pourraient être utiles dans la prévention du diabète de type 1. Toutefois, il est nécessaire de réaliser au préalable des études chez les patients diabétiques et pré-diabétiques pour mieux appréhender la fonction de ces cellules immunitaires innées, qui jusqu’alors étaient peu étudiées dans le diabète auto-immun, » conclue Agnès Lehuen.

Ces travaux ont bénéficié d’un financement du LabEx INFLAMEX dans le cadre des investissements d’avenir et de la région île de France.

POUR CITER CETTE PAGE :
Communiqué – Salle de presse de l’Inserm – Le rôle des cellules immunitaires innées dans le développement du diabète de type 1
avec ce lien cliquable:
https://presse.inserm.fr/le-role-des-cellules-immunitaires-innees-dans-le-developpement-du-diabete-de-type-1/5888/

[1] Système présent dès la naissance qui permet d’initier une réponse immunitaire lors d’une infection, quel que soit le soit l’agent infectieux concerné. Il se distingue du système immunitaire « acquis » ou dit « adaptatif » qui est une réponse spécifique impliquant la reconnaissance de l’agent infectieux et la mise en mémoire de l’événement infectieux.

Adipocyte inflammatoire de l’obèse : une cellule en perte de contrôle

Une étude menée chez des sujets obèses par Nicolas Venteclef, chargé de recherche Inserm et Pr Karine Clément (Equipe « Nutrition et obésité : approche génétique et transcriptomique », Centre des Cordeliers Inserm, Université Pierre et Marie Curie , Institut de Cardio-métabolisme et Nutrition, Paris) en collaboration avec une équipe du Karolinska Institutet en Suède, dirigée par le Pr Eckardt Treuter en Suède, vient de mettre en évidence un mécanisme moléculaire contrôlant l’inflammation dans le tissu adipeux. Or, on sait que l’inflammation participe à la survenue des complications liées à l’obésité : diabète, hypertension artérielle entre autres. Ces résultats suggèrent qu’il existe, chez les personnes obèses, une altération du système de régulation des gènes de l’inflammation du tissu graisseux. Lors de l’amaigrissement induit par la chirurgie de l’obésité, les chercheurs ont observé une réduction de l’inflammation de la cellule adipeuse. Ce travail associant des cliniciens et des biologistes moléculaires décrit un mécanisme original du contrôle de l’inflammation dans la cellule spécialisée dans le stockage des graisses chez l’obèse, Le détail de ces résultats est publié dans l’édition du mois de janvier 2013 de la revue The Journal of Clinical Investigation publiée ce jour.

Cette recherche est le fruit d’une collaboration dans le cadre de l’Institut de Cardiométabolisme et Nutrition ICAN crée dans le cadre des investissements d’Avenir impliquant des cliniciens de l’obésité et du diabète, de l’Hôpital Pitié-Salpêtrière (AP-HP), des chirurgiens de l’obésité, des chercheurs de l’Inserm/ UPMC et du Karolinska Institutet en Suède. Ce travail a aussi été soutenu par la région Ile de France (CODDIM).

L’obésité se définit comme une inflation de masse grasse ayant des conséquences néfastes pour la santé. Le tissu adipeux est composé de cellules spécialisées dans le stockage des graisses -les adipocytes- et d’autres cellules, comme des cellules de l’immunité (macrophages, lymphocytes), qui s’accumulent au cours de l’obésité. Lors de la prise de poids, la taille des adipocytes augmente, aboutissant à une hypertrophie permettant le stockage des graisses. Cette hypertrophie entraine des perturbations fortes de la biologie de la cellule avec une élévation chronique de la production de molécules de l’inflammation comme l’interleukine 6.

Ces facteurs inflammatoires produits par l’adipocyte et les cellules immunitaires ont aussi une action locale sur le tissu adipeux lui-même. Libérés en excès par le tissu adipeux dans le sang, ils participent au développement des complications liées à l’obésité comme le diabète, l’hypertension artérielle, l’athérosclérose, ou les maladies du foie.

Ainsi, il devient particulièrement important de mieux comprendre les mécanismes sous-tendant la production de facteurs inflammatoires par les différentes cellules du tissu adipeux, de manière à essayer de mieux les contrôler dans le futur.

L’objectif de Nicolas Venteclef, chercheur à l’Inserm et ses collaborateurs était d’étudier les mécanismes de contrôle de cette inflammation chronique des adipocytes hypertrophiques.

L’étude a porté dans un premier temps sur 14 personnes non obèses, comparés à 36 personnes obèses, en poids stables puis, dans un second temps, 6 mois après un amaigrissement induit par le bypass gastrique. Cette procédure chirurgicale est bien connue pour induire une perte de poids importante mais aussi pour réduire l’inflammation dans le tissu adipeux et en particulier dans les adipocytes.

Les chercheurs ont isolé les adipocytes du tissu adipeux et analysé l’activité du « complexe co-represseur GPS2/ SMRT », identifié en 2010 par Nicolas Venteclef et Eckardt Treuter comme un répresseur de l’inflammation aiguë dans le foie.

Ce complexe est composé de protéines (GPS2 et SMRT) se fixant dans les régions de régulation des gènes de l’inflammation. Ces protéines, fixées empêchent les gènes de l’inflammation de s’exprimer et par conséquent, il n’y a pas de production de facteurs inflammatoires par la cellule.

Grâce à des techniques de biologie moléculaire fines, les chercheurs ont montré qu’à l’inverse, lorsque ce complexe (GPS2/SMRT) était absent (ou dégradé) dans d’adipocyte de personnes obèses, une élévation de la production de molécules inflammatoires était observée. Ce phénomène moléculaire est réversible au cours du bypass. En effet, la fixation de GPS2/SMRT permet de « réprimer » l’inflammation adipocytaire lors de perte de poids.

Ces travaux révèlent que l’inflammation de l’adipocyte au cours de l’obésité, si délétère pour la biologie du tissu adipeux et les complications de l’obésité, pourrait être contrôlée afin de limiter les complications en augmentant l’activité du complexe SMRT/ GPS2.

Les bactéries intestinales, facteur d’aggravation des maladies liées à l’obésité

Les bactéries de l’intestin (ou microbiote intestinal) sont responsables du développement des complications métaboliques du foie associés à l’obésité. Pour la première fois, des chercheurs de l’Inra et de l’Inserm établissent ce lien de causalité grâce à des transplantations de bactéries intestinales chez des souris. Publiés en ligne sur le site de la revue Gut le 29 novembre 2012, ces résultats laissent entrevoir des pistes préventives et thérapeutiques basées sur la maîtrise du microbiote intestinal pour enrayer le diabète de type 2 ou les maladies hépatiques liées à l’obésité.

© Fotolia

Un certain nombre de maladies hépatiques sont associées au syndrome métabolique et surviennent notamment chez les personnes obèses. Ces pathologies se déclinent en plusieurs stades : depuis la stéatose hépatique caractérisée par le stockage de lipides dans le foie et qui affecte 80% des personnes obèses jusqu’à la cirrhose pour 20 à 30% d’entre eux.

Le métabolisme des individus ne réagit pas de manière identique à un même régime riche en graisses.


Partant de ce constat, une équipe de l’Inra a voulu tester, en collaboration avec une équipe Inserm, le rôle des milliards de bactéries qui peuplent le tube digestif (le microbiote intestinal) sur la survenue ou l’aggravation des maladies du foie associées à l’obésité. Pour établir le rôle réel de ces bactéries intestinales, les chercheurs ont effectué des transplantations de microbiote chez des souris ne possédant pas de germe. Un groupe a reçu le microbiote intestinal d’une souris présentant une insulino-résistance et une stéatose hépatique tandis qu’un autre groupe a reçu le microbiote d’une souris saine. Nourries pendant 16 semaines avec un régime hyperlipidique, tous les animaux sont devenus obèses mais ceux qui avaient reçu le microbiote de la souris insulino-résistante et stéatosique ont développé une hyper-glycémie et une hyper-insulinémie, au contraire des autres animaux qui n’ont pas développé ces complications métaboliques. De plus, l’examen des tissus hépatiques révèle une stéatose plus importante dans le premier groupe, analyse confirmée par une concentration de lipides plus élevée dans le foie de ces souris (voir photos ci-dessous). L’analyse de la composition du microbiote par séquençage a par ailleurs mis en évidence des espèces bactériennes différentes dans les deux groupes de souris.

Ces résultats révèlent que la composition du microbiote intestinal (qui dépend de facteurs très divers : alimentation, génétique, environnement…) détermine le développement des pathologies associées au syndrome métabolique. Si on ne connait pas le mécanisme d’action de ces bactéries,

cette étude suggère qu’une maîtrise ou des transplantations de microbiote intestinal pourraient constituer de nouvelles voies pour la prévention ou le traitement du diabète de type 2 ou des maladies du foie liées à l’obésité.

  

Coupes de foie des souris associées au microbiote de la souris présentant des désordres métaboliques (à gauche) ou au microbiote de la souris sans désordre métabolique (à droite). Seules les souris associées au « mauvais » microbiote (à gauche) développent une stéatose hépatique massive en réponse à un régime hyperlipidique (on distingue nettement les gouttelettes de lipides (en blanc)).

© Stephan Bouet, Atelier d’histologie, GABI, INRA


[1] Le syndrome métabolique décrit un état qui est considéré comme préfigurant plusieurs maladies graves : diabète de type 2, troubles cardiovasculaires, accident vasculaire cérébral (AVC).

[2] L’insulino-résistance est caractéristique de l’obésité. Pendant la période d’insulino-résistance, le pancréas des personnes obèses sécrète toujours de l’insuline mais celle-ci n’agit plus sur ces récepteurs : c’est le phénomène d’insensibilisation. Malgré l’insuline, le glucose ne pénètre donc plus autant dans les cellules et s’accumule dans la circulation sanguine ; d’où l’augmentation de la glycémie (hyper-glycémie). Cette augmentation stimule une hypersécrétion de l’insuline du pancréas (hyper-insulinémie).

METACARDIS : un projet européen qui décrypte les gènes de la flore intestinale responsables des maladies cardio-métaboliques

Le projet européen METACARDIS (Metagenomics in Cardiometabolic Diseases), coordonné par l’Inserm, vise à étudier le rôle de la flore intestinale dans le développement des maladies cardio-métaboliques. Grâce au soutien de la Commission Européenne, quatorze partenaires de six pays européens s’engagent sur 5 ans à traduire les résultats obtenus en nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement de ces pathologies, dans un esprit de médecine personnalisée. Ce projet implique également des chercheurs et cliniciens de l’Institut Hospitalo-Universitaire ICAN.

Le projet METACARDIS a pour but le développement et la mise en place de traitements personnalisés des patients atteints de maladies cardio-métaboliques pour répondre à l’urgence d’une meilleure prise en charge, et diminuer le fardeau socio-économique pour le système de santé. En effet, les maladies cardio-métaboliques – qui regroupent les maladies cardiovasculaires, les maladies métaboliques et l’obésité représentent une cause majeure de mortalité et de morbidité dans le monde. Elles sont associées à un coût socio-économique considérable, puisqu’on estime les seuls coûts des maladies cardiovasculaires à plus de 192 milliards d’euros par an pour l’économie européenne (57% dus aux traitements directs, 21% à la perte de productivité et 22% dus à la prise en charge indirecte[1]).

L’objectif de METACARDIS est d’étudier l’impact des changements de la flore intestinale sur l’apparition et la progression des maladies cardio-métaboliques et des pathologies associées. Ces pathologies se manifestent de façon très hétérogène et sont vraisemblablement reliées les unes aux autres par des voies et des dysfonctions initiales communes. Ce constat rend indispensable une connaissance accrue des mécanismes physiopathologiques, la mise en place d’un diagnostic précoce et fin, ainsi que de traitements adaptés à chaque pathologie. C’est-à-dire :

  • Trouver des nouvelles cibles et voies biologiques partagées jouant un rôle dans la progression des maladies cardio-métaboliques.
  • Valider les cibles et bio-marqueurs venant de la flore intestinale.
  • Affiner l’analyse des profils cliniques des patients par un phénotypage moléculaire.
  • Développer de nouveaux systèmes (logiciels) pour l’intégration des données venant de l’environnement et des informations cliniques et biologiques des patients.

METACARDIS représente la première étude systémique pour corréler la flore intestinale et les maladies cardio-métaboliques chez l’homme.

Le projet allie des groupes de chercheurs européens multidisciplinaires et des experts du secteur de la biotechnologie et de l’industrie, qui auront accès à des technologies de pointe pour faire progresser le développement de nouvelles stratégies préventives et thérapeutiques des maladies cardio-métaboliques. Parmi ces équipes, celles de Karine Clément et Dominique Gauguier de l’unité Inserm 872 « Centre de recherche des Cordeliers » et de l’Institut Hospitalo-Universitaire ICAN, de Serge Hercberg de l’unité Inserm 557 « Epidémiologie nutritionnelle »,  d’Hervé Blottière, de Joel Dore et de Dusko Ehrlich de l’INRA.

Les études préliminaires sur lesquelles s’appuie le projet METACARDIS

Ces dernières années, la caractérisation génomique de la flore intestinale, c’est-à-dire l’ensemble du génome bactérien de l’intestin, a ouvert de nouvelles perspectives dans la connaissance fondamentale de possibles voies partagées entre les différentes pathologies que composent les maladies cardio-métaboliques.

Dans le domaine de l’oncologie, des signatures biologiques ont été identifiées comme permettant de prédire les caractéristiques des tumeurs. De même, des travaux ont montré que des modèles d’expression des gènes de la flore intestinale varient dans les différentes affections cardio-métaboliques. Des patients obèses présentant une résistance à l’insuline, un syndrome inflammatoire, une dyslipidémie et/ou et une dérégulation du glucose sont caractérisés par une altération de la diversité et de la composition de la flore microbienne intestinale. Certaines espèces bactériennes de la flore intestinale ont même été trouvées associées à des pathologies vasculaires et coronariennes. Ainsi, des déséquilibres de la flore digestive pourraient contribuer au développement d’affections cardio-métaboliques.

Les patients impliqués dès la fin de l’année 2012

Dés le début du projet – fin 2012 – METACARDIS conduira les premières études sur une cohorte de patients déjà existante (projets MetaHIT et Micro-Obes ; > 200 sujets), laquelle donnera un accès immédiat à de nombreuses données cliniques, médicales et environnementales ainsi qu’à des échantillons biologiques. Ceci permettra d’entreprendre une première recherche sur des biomarqueurs des maladies cardio-métaboliques par approche métabolomique et profilage métagénomique. Une deuxième cohorte de patients avec des maladies cardio-métaboliques à différents stades sera mise en place au cours du projet dans 3 pays (France, Danemark, Allemagne) (fin du recrutement prévu mi-2015). Plus de 2000 patients dont près de la moitié, sera collectée dans le pôle cœur et métabolisme de l’Hôpital Pitié-Salpêtrière.

Des informations sur le style de vie (nutrition, activité physique et des facteurs psychosociaux) seront intégrées aux données cliniques et biologiques des patients pour évaluer leur influence sur la flore intestinale et la progression des maladies associées. Ces données seront combinées avec des études interventionnelles reconnues pour diminuer les risques des maladies cardio-métaboliques.

Pour en savoir plus


[1] Leal J. et al, 2012, Economic Costs In: European Cardiovascular Disease Statistics

Une nouvelle bactérie pour lutter contre l’inflammation intestinale

Nathalie Vergnolle, directrice de recherche à l’Inserm, et son équipe du Centre de physiopathologie de Toulouse Purpan (CPTP Inserm / Université Toulouse III – Paul Sabatier /CNRS), avec Philippe Langella directeur de recherche à l’INRA et son équipe de l’Institut Micalis et en collaboration avec l’Institut Pasteur, vient de réussir à produire des « bactéries bénéfiques » capables de protéger l’organisme des inflammations intestinales. Cette protection est assurée par une protéine humaine, l’Élafine, introduite artificiellement dans des bactéries de produits laitiers (Lactococcus lactis et Lactobacillus casei). Cette découverte pourrait être utile à terme aux personnes souffrant de maladies inflammatoires chroniques comme la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique (ou colite ulcéreuse).
Ces travaux sont publiés dans la revue Science Translational Medicine du 31 octobre 2012.

En France, près de 200 000 personnes souffrent de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, dites MICI (en particulier la maladie de Crohn et les rectocolites hémorragiques). Et l’incidence de ce type de maladie ne fait que s’accroître (8 000 nouveaux cas diagnostiqués par an). Lors des poussées inflammatoires, les MICI se caractérisent le plus souvent par des douleurs abdominales, des diarrhées fréquentes parfois sanglantes ou encore une atteinte de la région anale (fissure, abcès). Ces symptômes font peser sur la maladie un certain tabou  sur ces maladies.

Différentes pistes sont explorées pour expliquer l’origine des MICI parmi lesquelles le rôle des facteurs génétiques ou environnementaux. La flore intestinale semble jouer un rôle important mais mal connu dans l’apparition de l’inflammation. La recherche d’un traitement efficace est également au cœur des investigations.

Les chercheurs se sont intéressés à une protéine humaine, connue pour ses propriétés anti-inflammatoires: l’Élafine. Alors que cette protéine est présente naturellement dans l’intestin pour le protéger des agressions, elle disparait chez les patients souffrant de MICI.

Leur hypothèse ? Délivrer l’Élafine humaine directement dans l’intestin pourrait protéger des agressions inflammatoires et restaurer l’équilibre et les fonctions de l’intestin.

Les scientifiques de l’Inserm et de l’Inra ont conçu, à partir de bactéries non pathogènes, naturellement présentes dans l’intestin et dans la nourriture, des bactéries  modifiées pour produire l’Élafine. Pour cela,  le gène de l’Élafine humaine, isolé en collaboration avec une équipe de l’Institut Pasteur, a été introduit chez Lactococcus lactis et Lactobacillus casei, deux bactéries alimentaires présentes dans les produits laitiers.

Des résultats chez la souris…
Lorsqu’elles sont administrées par voie orale à des souris, ces bactéries recombinantes productrices d’Élafine humaine se retrouvent quelques heures plus tard à la surface de l’intestin où elles délivrent la protéine anti-inflammatoire. Dans différents modèles murins d’inflammation intestinale chronique ou aiguë, le traitement oral par ces bactéries produisant l’Élafine, a considérablement protégé l’intestin et diminué les symptômes inflammatoires.

…et chez l’homme
L’Élafine exprimée par ces bactéries protège aussi des lignées cellulaires intestinales humaines en culture des agressions inflammatoires similaires à celles observées dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. L’Élafine ainsi produite restaure l’équilibre et les fonctions de la muqueuse intestinale en diminuant l’inflammation et en accélérant la guérison des cellules.

Élafine (en vert) libérée par la bactérie recombinante à la surface du colon d'une souris traitée. En rouge, les cellules épithéliales. En bleu, les noyaux cellulaires.

Élafine (en vert) libérée par la bactérie recombinante à la surface du colon d’une souris traitée. En rouge, les cellules épithéliales. En bleu, les noyaux cellulaires.

JP Motta, C. Deraison, N. Vergnolle, Inserm

Les applications cliniques potentielles
Ces résultats pourraient déboucher sur une application clinique où l’Élafine serait délivrée aux patients atteints de MICI par des bactéries bénéfiques (probiotiques), déjà couramment présentes dans l’alimentation (yaourts, fromages), ce qui protégerait ces patients des symptômes inflammatoires. Selon les chercheurs «  Un tel traitement sécurisé pourrait être utilisé, même à long terme, pour le traitement des maladies inflammatoires. ».

Ces travaux ont fait l’objet d’une protection par le brevet et d’une cession de licence exclusive à un partenaire industriel, gérée par Inserm Transfert.

Infertilité : comment restaurer l’ovulation ?

Il est bien établi que l’allaitement chez la femme entraîne à la fois une augmentation de la sécrétion de l’hormone prolactine et inhibe les capacités d’une femme à ovuler. Ceci empêche la survenue d’une nouvelle grossesse trop précoce ce qui a fait que l’allaitement a été utilisé comme méthode contraceptive par le passé. A côté de cet état physiologique, il existe de nombreuses situations pathologiques où la prolactine augmente. L’une des plus fréquentes sont des tumeurs qui entrainent une trop forte sécrétion de cette hormone. Chez ces femmes existe une infertilité chronique par anovulation. Les travaux des chercheurs de l’Inserm (Unité 693 «Récepteurs stéroïdiens : physiopathologie endocrinienne et métabolique ») ont permis de découvrir le mécanisme intime des altérations de l’hyperprolactinémie sur la reproduction chez la souris.
Ces travaux sont publiés dans JCI

Les hyperprolactinémies sont une cause majeure d’anovulation, et responsables de troubles des règles et d’infertilité.

Toutefois, les mécanismes à l’origine de cette pathologie n’étaient pas finement connus. On savait seulement que l’élévation de la prolactine entrainait chez la femme une perturbation d’une des hormones les plus importantes dans la reproduction et la fertilité : la GnRH[1].

Cet effet inhibiteur de la prolactine sur les neurones à GnRH n’était pas compris car ces neurones dans leur grande majorité n’exprimaient pas le récepteur de la prolactine.

Les chercheurs ont alors émis une autre hypothèse : celle d’une action indirecte via d’autres molécules.

L’équipe de Jacques Young et de Nadine Binart à l’unité Inserm 693 « Récepteurs stéroïdiens : physiopathologie endocrinienne et métabolique »  à l’hôpital de Bicêtre a mis en évidence un effet indirect de la prolactine sur la GnRH. Ils ont démontré, en utilisant un modèle de souris de la maladie, que la prolactine inhibe en fait la sécrétion de neurones situés en amont des neurones à GnRH et essentiels à leur fonctionnement. Ces neurones, sécrètent un neuro-hormone appelée kisspeptine.

La Kisspeptine, clé de l’infertilité ?

Chez ces souris, l’hyperprolactinémie inhibe directement la sécrétion de kisspeptine et par ce fait empêche la sécrétion de GnRH et la cyclicité ovarienne. L’administration de kisspeptine permet quant à elle de rétablir la libération de GnRH et le fonctionnement cyclique des ovaires et l’ovulation malgré l’hyperprolactinémie.

Retentissement de l’hyperprolactinémie sur le cycle ovulatoire

Retentissement de l’hyperprolactinémie sur le cycle ovulatoire

©J Young/Inserm

Il s’agit là à la fois d’une découverte physiopathologique expliquant pour la première fois le lien entre l’infertilité et l’hyperprolactinémie et d’autre part une approche permettant une ouverture thérapeutique originale.

Des études sont en cours pour valider le concept chez la femme ce qui permettra de proposer une alternative thérapeutique quand il existe une résistance aux médicaments actuels.

Woman holding a positive pregnancy test against white background

©fotolia


[1] La GnRH est une l’hormone hypothalamique secrétée de façon pulsatile. Elle régule ce que l’on appelle les gonadotrophines hypophysaires LH et FSH qui permettent un fonctionnement cyclique ovarien.

Un traitement novateur pour régénérer les vaisseaux sanguins

Des équipes de l’AP-HP (Institut des vaisseaux et du sang, hôpital Lariboisière) et de l’Inserm (Unité Inserm 970 « Paris centre de recherche cardiovasculaire ») ont mis au point une stratégie de traitement novateur par autogreffe de cellules sanguines pour régénérer les vaisseaux et normaliser la circulation sanguine chez certains patients. Ces travaux, dirigés par le Pr Bernard Lévy, ont fait l’objet d’une publication dans la revue Diabetes le 1er octobre 2012*.

Les maladies cardiovasculaires ischémiques représentent un problème majeur de santé publique dans les pays développés. L’ischémie critique des membres inférieurs est une grave déficience de l’irrigation sanguine, donc de l’apport de sang oxygéné aux tissus des extrémités. Elle se manifeste, à ce niveau, par l’apparition d’ulcères et des gangrènes fréquentes, pouvant nécessiter des amputations multiples. Malgré les progrès réalisés dans la prévention des facteurs de risques et la prise en charge des complications, ces pathologies restent au premier plan de la morbidité et de la mortalité, en particulier chez les diabétiques.

Une majorité de patients atteints d’ischémie critique sont diabétiques, le plus souvent fumeurs. Au delà des traitements médicaux classiques et des techniques de chirurgie vasculaire (pontage, stents…),

les alternatives thérapeutiques sont rares et de nombreux patients n’ont plus de recours médical ni chirurgical.

Dans l’étude préclinique dirigée par le Pr Bernard Lévy, une nouvelle stratégie de thérapie cellulaire a été expérimentée chez des souris diabétiques, en procédant à l’injection par voie intraveineuse de cellules mononucléées (globules blancs, essentiellement monocytes et lymphocytes) isolées à partir du sang périphérique veineux de patients diabétiques.

L’équipe a dans un premier temps collecté les cellules du sang de patients diabétiques et les a stimulée in vitro par le complexe moléculaire éphrine B2-Fc, connu pour jouer un rôle majeur dans la formation des vaisseaux au cours du développement embryonnaire. Les cellules traitées ont ensuite été réinjectées par voie intraveineuse à des souris diabétiques, chez lesquelles une ischémie de la patte arrière a été induite.

Vaisseaux sanguins et globules rouges 

©fotolia

Cette stratégie originale a permis d’obtenir en deux semaines une régénération des vaisseaux et de restaurer l’irrigation sanguine de la patte de l’animal.

Le mécanisme principal mis en jeu repose sur la capacité des cellules sanguines traitées par l’éphrine à mobiliser et activer des cellules souches progénitrices de la moelle osseuse des souris receveuses.

Pour le Pr Bernard Lévy, « Les avantages escomptés de ce traitement sont multiples : une source de cellules d’accès facile, peu traumatique, une injection intraveineuse des cellules traitées, et la possibilité de renouveler le geste thérapeutique aussi souvent que nécessaire. En effet, la quantité de cellules prélevées en une seule fois chez le patient permettrait de réaliser une trentaine de greffes autologues. »

Ce procédé très novateur de régénération vasculaire, mis au point en collaboration avec l’unité Inserm 970 (PARCC), l’équipe du Pr Pierre-Jean Guillausseau (service de Médecine interne 2, hôpital Lariboisière, AP-HP) et celle du Pr Jean-Jacques Mourad (service de Médecine interne, hôpital Avicenne, AP-HP), fera l’objet prochainement d’un premier essai préclinique de phase I chez l’homme.

Une mutation d’un gène en cause dans des formes familiales d’anévrysme de l’aorte

Des équipes de l’AP-HP (hôpital Bichat / Centre National de référence Maladies Rares Marfan et apparentés et hôpital Ambroise Paré/Service de Biochimie et de Génétique moléculaire) et de l’Inserm (Unité 698 « hémostase, bio-ingéniérie, immunopathologie et remodelage cardiovasculaire »), en collaboration avec l’équipe de Diana Milewicz au Texas viennent de démontrer l’implication du gène TGFβ2 dans des formes familiales d’anévrysme de l’aorte. Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités diagnostiques, et probablement thérapeutiques pour cette pathologie, dont la prise en charge actuelle consiste à surveiller la progression pour proposer à temps la chirurgie de remplacement aortique. Ces travaux ont fait l’objet d’une publication le 8 juillet 2012 dans la revue Nature Genetics.

L’anévrysme de l’aorte thoracique est une maladie silencieuse qui se traduit par la dilatation progressive de l’aorte qui peut finir par se rompre. Cette pathologie, dont on reconnaît de plus en plus l’importance avec le développement des techniques d’imagerie (échographie, IRM, scanner) reste le plus souvent asymptomatique jusqu’au décès du patient par rupture du vaisseau. Il est donc important de la reconnaître à temps. L’âge de survenue des anévrysmes n’étant pas toujours identique, un examen normal ne permet pas d’éliminer définitivement le risque et en cas de forme familiale, il est de règle de répéter les échographies pour vérifier l’absence d’apparition d’une dilatation aortique chez les apparentés. La prise en charge est actuellement limitée au traitement béta-bloquant qui n’a pas démontré son efficacité en dehors du syndrome de Marfan, et à la chirurgie lorsque la dilatation atteint un niveau critique.

En étudiant des familles recrutées au Centre National de référence Maladies Rares Marfan et apparentés, dirigé par le Pr Jondeau (hôpital Bichat, AP-HP) où sont réalisés le diagnostic et la surveillance des patients et de leurs familles, l’équipe du Pr Boileau (Unité Inserm 698, hôpital Ambroise Paré AP-HP) a pu démontrer l’implication d’un gène particulier dans le développement de ces anévrysmes. En effet, une mutation « stop » du gène permettant la synthèse de la molécule TGFβ2 normalement libérée par les cellules musculaires lisses de la paroi aortique, a été identifiée comme étant l’anomalie biologique initiale responsable d’anévrysme dans 4 familles (3 françaises et une grande famille américaine étudiée par l’équipe du Dr. Milewicz, université du Texas, Houston).

Ces travaux ouvrent de nouvelles possibilités diagnostiques et probablement thérapeutiques de la pathologie. « Ces résultats permettront de développer des outils de diagnostic d’anévrysme ou de risque de développement d’un anévrysme chez les différents membres d’une famille donnée. Ils sont également utiles pour établir le pronostic des patients, la chirurgie semblant ici nécessaire tardivement comparée à d’autres formes (Syndrome de Marfan par exemple) » explique le Pr Jondeau. « Enfin, ils permettront d’ouvrir des perspectives thérapeutiques intéressantes, par exemple en renforçant le signal de la molécule TGFβ2.» Pour le Professeur Catherine Boileau, cette découverte devrait permettre de pouvoir dès maintenant proposer un diagnostic moléculaire chez les apparentés à risque dans les familles.

Ces travaux ont fait l’objet d’une protection par le dépôt d’une demande de brevet.

L’effet « coupe-faim » des protéines élucidé

Fréquemment recommandées dans les régimes amaigrissants, les protéines alimentaires ont fait la preuve de leur efficacité grâce à leurs effets « coupe-faim ». L’équipe de Gilles Mithieux, directeur de l’Unité Inserm 855 « Nutrition et cerveau » à Lyon, est parvenue à expliquer les mécanismes biologiques responsables de cette propriété. Les chercheurs décrivent en détail les réactions en chaine provoquées par la digestion des protéines qui permettent de délivrer au cerveau un message de satiété, bien après le repas. Ces résultats, publiés le 05 juillet dans la revue Cell, permettent d’envisager une meilleure prise en charge des patients obèses ou en surpoids.

L’équipe de chercheurs Inserm, CNRS et Université Claude Bernard Lyon 1 est parvenue à élucider la sensation de satiété ressentie plusieurs heures après un repas riche en protéines. Elle s’explique par des échanges entre le système digestif et le cerveau, initiés par les protéines alimentaires que l’on trouve majoritairement dans la viande, le poisson, les œufs ou encore certains produits céréaliers.

Lors de travaux précédents, les chercheurs ont prouvé que l’ingestion de protéines alimentaires déclenche une synthèse de glucose au niveau de l’intestin, après les périodes d’assimilation des repas (une fonction appelée néoglucogenèse). Le glucose qui est libéré dans la circulation sanguine (veine porte) est détecté par le système nerveux, qui envoie un signal « coupe-faim » au cerveau. Plus connue au niveau du foie et des reins pour alimenter les autres organes en sucre, c’est au niveau de l’intestin que la néoglucogenèse délivre un message « coupe-faim » à distance des repas, caractéristique des effets dits « de satiété ».

Dans ce nouveau travail, ils sont parvenus à décrire précisément comment la digestion des protéines provoque une double boucle de réactions en chaîne impliquant le système nerveux périphérique ventral (passant par le nerf vague) et dorsal (passant par la moelle épinière).

L’exploration dans le détail du mécanisme biologique a permis d’identifier des récepteurs spécifiques (les récepteurs µ-opioïdes ) présents dans le système nerveux de la veine porte, à la sortie de l’intestin. Ces récepteurs sont inhibés par la présence des oligopeptides, produits de la digestion des protéines.

Dans un premier temps, les oligopeptides agissent sur les récepteurs µ-opioïdes qui envoient un message par la voie du nerf vague et par la voie spinale vers les zones du cerveau spécialisées dans la réception de ces messages.

Dans un second temps, le cerveau envoie un message-retour qui déclenche la néoglucogenèse par l’intestin. Cette dernière initie alors l’envoi du message « coupe-faim » dans les zones du cerveau contrôlant la prise alimentaire, comme l’hypothalamus.

L’identification de ces récepteurs et de leur rôle dans la néoglucogenèse intestinale permet d’envisager de nouvelles pistes thérapeutiques dans le traitement de l’obésité. L’enjeu est de déterminer la façon d’agir sur ces récepteurs µ-opioïdes pour réguler durablement la sensation de satiété. Selon Gilles Mithieux, principal auteur de ce travail : « Sollicités trop fortement, ces récepteurs peuvent devenir insensibles. Il faudrait donc trouver le meilleur moyen de les inhiber « modérément », afin de garder leur effet bénéfique à long terme sur le contrôle de la prise alimentaire ».

Pourquoi l’organisme réagit-il différemment, selon les individus, à un régime riche en graisse ?

Une alimentation riche en graisse déséquilibre notre flore intestinale. La composition de cette flore conditionnerait la façon dont l’organisme développe certaines pathologies métaboliques comme le diabète, en dehors de toute modification génétique, du sexe, de l’âge et d’un régime alimentaire particulier. C’est ce que viennent de montrer Rémy Burcelin et Matteo Serino, chercheurs dans l’unité Inserm 1048 « Institut des maladies métaboliques et cardiovasculaires (I2MC) », Université Toulouse III – Paul Sabatier. Des additifs nutritionnels (les gluco-oligosaccharides, fibres alimentaires) visant le microbiote intestinal pourraient empêcher le développement de troubles du métabolisme. Ces résultats sont publiés dans la revue Gut d’Avril 2012.

La flore intestinale ou microbiote intestinal constitue l’ensemble des bactéries vivant dans notre tube digestif. Elle regroupe environ mille espèces bactériennes différentes se nourrissant en partie de ce que nous ingérons. Chaque individu est doté d’une flore intestinale spécifique et d’un métabolisme qui diffère suivant le régime alimentaire suivi. Des études précédentes ont montré, chez la souris, qu’une alimentation riche en graisse est capable de déséquilibrer la flore intestinale, entrainant ainsi des maladies métaboliques telles que le diabète ou l’obésité.

L’équipe de Rémy Burcelin (Unité Inserm 1048, Université Toulouse III – Paul Sabatier) a étudié l’action d’une alimentation grasse (Alimentation diabétogène et non obésitogène), sur la flore intestinale, pendant trois mois, chez des souris mâles du même âge ayant toutes le même fond génétique. La plupart d’entre-elles sont devenues diabétiques en restant maigres mais quelques-unes, toujours maigres, sont restées non-diabétiques. Pour confirmer l’hypothèse selon laquelle la flore intestinale est impliquée dans la façon dont l’organisme réagit face à un régime alimentaire riche en gras, l’équipe de recherche s’est penchée sur le profil microbien de différents types de souris (maigre-diabétique et maigre non diabétique, indiquant deux phénotypes). Ils ont montré que les bactéries de la flore intestinale n’étaient pas présentes en même quantité chez les souris, selon qu’elles étaient diabétiques ou non. Les souris maigres diabétiques sont caractérisées par une flore composée majoritairement de bactéries de type « Bacteroidetes » à la différence des souris maigres non diabétiques, caractérisées par une flore composée majoritairement de bactéries de type « Firmicutes ».

La flore intestinale est-elle la cause ou la conséquence
des maladies métaboliques ?

Pour répondre à cette question, l’équipe de Rémy Burcelin a modifié directement la flore intestinale d’un groupe de souris en ajoutant des fibres alimentaires, des gluco-oligosaccharides, à leur régime en haute teneur en graisse. « La plupart des caractéristiques physiologiques ont été modulées par l’ajout de ces fibres. Le métabolisme des souris traitées avec ces fibres est proche de celui des souris maigres et non diabétiques. Cependant, la flore intestinale des souris traitées par les fibres est devenue très différente par rapport à celle des autres phénotypes observés » précise Matteo Serino.

L’équipe de Rémy Burcelin conclut que « la flore intestinale pourrait orienter le métabolisme vers un état diabétique ou non suivant son profil. Si on ne peut pas comparer la flore bactérienne d’une souris à celle d’un homme (2% seulement de superposition), certains mécanismes inflammatoires liés à certaines bactéries, comme le Faecalibacterium prausnitzii, semblent être les mêmes. » Selon les chercheursles bactéries présentent dans la flore intestinale pourraient prédire la survenue du diabète. « Il est possible qu’une supplémentation en fibre, ciblant la flore intestinale, empêche l’apparition de maladies métaboliques (comme le diabète) même en cas de régime riche en graisse », ajoute Matteo Serino.

Ce projet a été subventionné en partie par le programme de recherche « Florinflam » financé par l’ANR ainsi que par le programme de recherche FLORINASH financé par le 7ème programme de la Commission européenne.
FLORINASH (Prevention and treatment of non-alcoholic fatty liver disease) est un projet coordonné par l’Inserm sous la direction de Rémy Burcelin, directeur de recherche Inserm et qui regroupe 6 partenaires dans 4 pays d’Europe.

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