Le système immunitaire intestinal est un intermédiaire indispensable dans l’association complexe entre alimentation et métabolisme : sans lui, les fibres alimentaires présentes dans les fruits et les légumes ne peuvent participer correctement à la régulation de la glycémie dans l’organisme. Des chercheuses et des chercheurs de l’Inserm et de Sorbonne Université viennent de mettre en évidence qu’un certain type de cellules immunitaires serait indispensable à cet effet bénéfique des fibres alimentaires sur le métabolisme glucidique. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Communications.
Les bénéfices pour la santé des fibres alimentaires, présentes en particulier dans les fruits et les légumes, mais aussi les céréales, sont désormais bien documentés : celles-ci contribuent à la gestion du poids, aux équilibres glucidique et lipidique dans l’organisme et joueraient un rôle protecteur contre le cancer du côlon. C’est ce qui ressort notamment d’une étude de l’Université de l’Illinois (États-Unis) publiée en 2018 dans la revue Frontiers in Immunology, où ces fibres alimentaires sont reconnues pour avoir un impact positif important.
Selon de précédents travaux, les fibres seraient aidées dans leur tâche par le système immunitaire intestinal. Ce dernier comprend en effet différentes populations de cellules immunitaires qui assurent notamment la tolérance alimentaire ou interviennent pour lutter contre les agents infectieux au niveau de la paroi intestinale. Toutefois, son rôle précis en lien avec les fibres alimentaires demeure encore mal compris.
Une équipe dirigée par le chercheur Inserm Emmanuel Gautier au sein de l’Unité de recherche sur les maladies cardiovasculaires et métaboliques (Inserm/Sorbonne Université) a voulu en savoir plus. Les scientifiques ont travaillé sur un modèle de souris nourri avec un régime riche en graisses et pauvre en fibres, mimant un régime alimentaire de type « occidental ». Durant quatre semaines, la moitié de ces animaux a reçu en addition une supplémentation en fibres de type fructo-oligosaccharides (FOS), vendues dans le commerce à des fins alimentaires.
Les scientifiques ont pu observer que, bien que tous les animaux aient développé un surpoids, ceux ayant reçu la supplémentation en fibres alimentaires présentaient une amélioration de l’assimilation du glucose par l’organisme, avec pour effet, un meilleur contrôle de la glycémie.
Le rôle de différentes cellules immunitaires
Pour mieux comprendre les mécanismes en jeu, l’équipe a comparé les compositions du microbiote et du système immunitaire de l’intestin des animaux ayant reçu la supplémentation en fibres ou non.
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Les souris non supplémentées en fibres présentaient un microbiote appauvri avec une diversité bactérienne plus faible. En outre, au moins deux populations de cellules immunitaires étaient déficitaires dans l’intestin : les lymphocytes Th17, impliqués dans la protection de la barrière intestinale et les lymphocytes T régulateurs périphériques (pTreg) contribuant à la tolérance du microbiote intestinal. Ces altérations suggèrent une fragilisation du système immunitaire local, en lien avec l’appauvrissement du microbiote.
À l’inverse, chez les souris supplémentées en fibres, davantage d’espèces bactériennes étaient maintenues dans le microbiote, et en particulier des bactéries connues pour stimuler la production des cellules immunitaires Th17. De fait, cette population de lymphocytes apparaissait préservée, tout comme celle des lymphocytes pTreg.
« Cela pourrait s’expliquer par une contribution des fibres à l’enrichissement du microbiote intestinal en espèces bactériennes qui soutiennent la différenciation de certaines cellules immunitaires, précise Adélaïde Gélineau, première autrice de cette étude. Le mécanisme expliquant l’association entre ces bactéries et un enrichissement en certaines cellules immunitaires n’est cependant pas encore complètement compris, surtout en réponse à des variations alimentaires », ajoute-t-elle.
Enfin, l’équipe a découvert l’importance d’une troisième population de cellules immunitaires appelées cellules dendritiques cDC2. Ces cellules sont connues pour soutenir le développement des cellules Th17 et participent au fonctionnement des cellules pTreg. L’équipe de recherche a donc voulu étudier leur rôle dans ce contexte de régime gras avec ou sans supplémentation en fibres grâce à un modèle de souris déficient en cellules cDC2. Elle a ainsi pu constater leur caractère indispensable à l’effet bénéfique des fibres sur le contrôle glycémique.
« Sans ces cellules, l’apport en fibres n’est pas suffisant pour préserver les cellules Th17 et corriger le déséquilibre glucidique. Ce rôle central des cellules dendritiques cDC2 dans le contrôle des effets immunitaires et métaboliques des fibres était jusqu’alors méconnu », souligne Emmanuel Gautier.
« Ici, avec un seul ingrédient, des fibres de type FOS, nous sommes parvenus à préserver la flore intestinale, l’immunité locale et le métabolisme glucidique chez des animaux soumis à un régime gras, ajoute le chercheur. Avec ce travail, nous fournissons un aperçu des mécanismes cellulaires par lesquels des fibres alimentaires ont un impact bénéfique sur le métabolisme du glucose. Comprendre ces interactions entre alimentation, immunité et métabolisme est un préalable pour progresser dans les connaissances en nutrition, notamment pour évaluer l’impact des régimes alimentaires sur l’organisme et établir des recommandations », conclut-il au sujet de ces résultats qui doivent maintenant être confirmés chez l’humain.
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