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De nombreux composés sont impliqués dans les interactions complexes qui existent entre notre organisme et son microbiote. Parmi eux : le tryptophane qui est un acide aminé essentiel. Le 13 juin 2018, dans la revue Cell Host and Microbe, une équipe menée par l’Inra, l’AP-HP, Sorbonne Université et l’Inserm dresse un état des connaissances scientifiques sur le rôle central du tryptophane dans le dialogue avec notre microbiote intestinal. L’ensemble de ces données laissent entrevoir des pistes de recherche et de futures applications thérapeutiques, notamment dans le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.

En 2016, une équipe menée par l’Inra, l’AP-HP, l’Inserm et Sorbonne Université a étudié le rôle du gène CARD9, dans la susceptibilité aux maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)[1]. Sans ce gène, les souris sont plus sensibles à l’inflammation intestinale et leur microbiote intestinal n’utilise pas efficacement le tryptophane, un acide aminé essentiel (provenant uniquement de notre alimentation) dont les métabolites sont notamment impliqués dans les voies de l’immunité. Plus encore, les chercheurs ont également montré que le transfert de microbiote de souris sans CARD9 à des souris génétiquement normales transmettaient également cette susceptibilité à l’inflammation intestinale. Comment le microbiote est-il capable de moduler la réponse immunitaire ? Quelles sont les relations entre génétique, immunité et bactéries intestinales ? Et plus spécifiquement, quel est le rôle du tryptophane dans le dialogue entre l’hôte et son microbiote?

Pour répondre à ces questions, la même équipe dresse aujourd’hui un état des lieux des dernières avancées scientifiques sur le rôle du tryptophane et de ses métabolites dans le dialogue avec le microbiote intestinal. Ils abordent notamment deux aspects dans leur synthèse : 1) les effets des dérivés du tryptophane produits directement par les bactéries du microbiote, et 2) le contrôle indirect sur le métabolisme du tryptophane de l’hôte par le microbiote intestinal. Les chercheurs décrivent et analysent les trois voies principales du métabolisme du tryptophane au niveau intestinal :

• La voie AhR (pour hydrocarbures aromatiques) :

Le tryptophane est transformé par certaines bactéries du microbiote en dérivés indoles qui sont capables d’activer AhR, un récepteur présent sur des cellules immunitaires et sur des cellules épithéliales de l’intestin. En activant ce récepteur, les cellules immunitaires produisent notamment l’interleukine 22 qui a une action anti-inflammatoire et un rôle de protection de la muqueuse.

• La voie de la sérotonine 

Ce neurotransmetteur est produit à partir du tryptophane et a des effets partout dans le corps. Il intervient dans différents processus biologiques et dans de nombreuses pathologies. Or, plus de 80% de la sérotonine de notre organisme est fabriquée dans l’intestin par des cellules spécialisées et sous l’influence du microbiote.

• La voie IDO (Indoleamine 2,3-dioxygénase) :

A partir du tryptophane, la voie IDO conduit à la production notamment de la kynurénine mais aussi de nombreux autres métabolites qui sont impliqués dans des processus immunitaires, métaboliques et même neurologiques.

En décryptant l’équilibre complexe entre toutes ces voies métaboliques, ces travaux permettent de mieux comprendre la survenue des maladies intestinales et extra-intestinales. Ils mettent en évidence de nouvelles connexions entre microbiote et santé et ouvrent des perspectives pour de nouvelles thérapies.

[1] Lire le communiqué de presse « Génétique et microbiote intestinal contribuent ensemble aux MICI » : http://presse.inra.fr/Communiques-de-presse/Genetique-et-microbiote-intestinal-contribuent-ensemble-aux-MICI

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