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De nouvelles études internationales ont caractérisé les bactéries intestinales déséquilibrées des patients souffrant d'infarctus du myocarde, d'angine de poitrine et d'insuffisance cardiaque.


Deux articles publiés dans Nature Medicine, par le consortium MetaCardis, issus de travaux codirigés par le Docteur Marc-Emmanuel Dumas de l’UMR INSERM 1283 / CNRS 8199 à l’Université de Lille, montrent comment des perturbations majeures se produisent dans le microbiome intestinal des patients souffrant de maladies cardiaques.

L’équipe de scientifiques et d’institutions du Royaume-Uni, de France, du Danemark, d’Allemagne, de Suède et d’Israël a découvert une signature du microbiome pour les cardiopathies ischémiques, anciennement appelées coronaropathies, après avoir soigneusement analysé la contribution des médicaments et des facteurs de risque tels que l’âge, le sexe, le pays et les troubles métaboliques comme le diabète et l’obésité.

Le Docteur Marc-Emmanuel Dumas explique : « En combinant un plan d’étude qui reflète l’histoire naturelle des maladies cardiométaboliques et des technologies de pointe telles que la métabolomique, la métagénomique shotgun et l’apprentissage automatique, nous avons identifié une série d’escalades allant de la santé métabolique au dysmétabolisme et aboutissant finalement à l’IHD (Ischemic Heart Disease ), qui n’étaient pas réductibles aux variations géographiques, à l’âge, au sexe ou aux médicaments. »

Le microbiome intestinal

L’intestin humain contient des trillions de bactéries, collectivement appelées le microbiome intestinal, qui peuvent avoir des effets positifs et négatifs sur la santé humaine. Lorsqu’elles sont en équilibre, elles fonctionnent comme une usine chimique interne produisant de nombreux composés qui favorisent la santé. Toutefois, un mode de vie malsain – mauvaise alimentation, tabagisme, manque d’activité physique ou maladie – peut perturber cet équilibre, conduisant le microbiome à produire des composés susceptibles de déclencher de multiples troubles chroniques non transmissibles chez les personnes présentant un risque génétique élevé, notamment des cardiopathies ischémiques.

Les scientifiques ont déjà découvert que le microbiome intestinal est altéré chez les personnes souffrant de maladies cardiaques chroniques et ils ont ensuite identifié les composés produits par le microbiome malade, par exemple, un composé bactérien appelé triméthylamine (TMA) qui, après modification dans le foie de l’hôte humain, provoque l’artériosclérose.

Toutefois, ces résultats concernant l’altération du microbiome intestinal sont contestés car ils ont été obtenus dans le cadre d’études portant sur des patients sous traitement. Les patients atteints de maladies cardiaques reçoivent plusieurs médicaments différents, dont chacun est connu pour modifier le microbiome intestinal. Par conséquent, on ne savait pas si les médicaments ou la maladie cardiaque elle-même étaient à l’origine de la perturbation du microbiome intestinal chez les personnes atteintes de troubles cardiovasculaires.

Une autre complication réside dans le fait que les maladies cardiaques se développent souvent en même temps que les premiers stades du surpoids et du diabète de type 2, qui se caractérisent également par des microbiomes intestinaux perturbés. Par conséquent, il reste à démontrer si un microbiome intestinal déséquilibré est une caractéristique de la maladie cardiaque elle-même.

Les maladies cardiaques provoquent des perturbations majeures du microbiome intestinal.

Pour répondre à ces questions cruciales, un consortium européen de chercheurs a créé en 2012 le projet de recherche MetaCardis, financé par l’UE, afin d’étudier le rôle des microbes intestinaux dans les maladies cardiométaboliques.

À propos de la structure de l’étude, le professeur Oluf Pedersen, cochercheurs principaux de l’Université de Copenhague, a déclaré : « Nous avons appliqué un plan d’étude qui reflète le déclenchement et l’aggravation de la maladie cardiaque au fil du temps, ce qui remplace une étude longitudinale du microbiome intestinal qui, autrement, serait impossible à réaliser étant donné les 50 à 60 ans nécessaires pour développer les symptômes de l’artériosclérose et obtenir le diagnostic de la maladie cardiaque. »

Les chercheurs ont recruté 1 241 personnes d’âge moyen au Danemark, en France et en Allemagne, dont des personnes en bonne santé, des personnes souffrant d’obésité et de diabète de type 2 mais n’ayant pas reçu de diagnostic de maladie cardiaque, et des patients ayant subi un infarctus du myocarde, une angine de poitrine ou une insuffisance cardiaque. Les chercheurs ont quantifié environ 700 espèces bactériennes différentes et estimé leurs fonctions dans le microbiome intestinal. Ils ont ensuite comparé ces résultats à plus de 1 000 composés circulant dans le sang, nombre de ces composés provenant de l’usine chimique intestinale.

« Nous avons constaté qu’environ la moitié de ces bactéries intestinales et de ces composés sanguins étaient modifiés par un traitement médicamenteux et n’étaient pas directement liés aux maladies cardiaques ou aux premiers stades de la maladie, comme le diabète ou l’obésité, qui surviennent avant le diagnostic de la maladie cardiaque », poursuit le professeur Pedersen. « Parmi la moitié restante, environ 75 % des perturbations du microbiome intestinal sont survenues dans les premiers stades de la maladie, à savoir le surpoids et le diabète de type 2, plusieurs années avant que les patients ne remarquent des symptômes de maladie cardiaque. »

Les résultats des modifications du microbiome intestinal et des composés sanguins chez les patients atteints de l’un des trois troubles cardiaques, l’infarctus aigu du myocarde, ont été validés et étendus dans une étude israélienne rapportée dans le même numéro de Nature Medicine.

Prochaines étapes

Cette étude ouvre potentiellement la voie à l’utilisation du microbiome d’une personne pour évaluer son risque individuel de développer un dysmétabolisme et un infarctus du myocarde. L’équipe travaille maintenant sur une série de tests pour les marqueurs du microbiome, ciblant la santé cardiométabolique, qui pourront orienter un patient vers le bon traitement en fonction de la composition de son microbiome et de ses produits.

Le Docteur Dumas a également évoqué la possibilité de réduire le risque d’hyperactivité vésicale en améliorant la santé du microbiome : « Il est tout à fait possible d’exploiter les microbiomes par une série d’interventions et de régimes alimentaires. Par exemple, en augmentant votre apport en nutriments bénéfiques (prébiotiques), en vous supplémentant en microbes bénéfiques (probiotiques et biothérapies vivantes), ou en proposant des traitements innovants basés sur des composés fabriqués par le microbiome (postbiotiques).

« Alors oui, nourrir son microbiome pour améliorer la santé cardiométabolique est un résultat possible de ces découvertes. Mais la capacité à « apprendre de la nature » pour développer de nouveaux traitements est également une possibilité intrigante. »

Toutefois, le Docteur Dumas souligne également que « bien que ces études cliniques représentent une étape importante dans le domaine du microbiome cardiométabolique, elles restent observationnelles et il est crucial d’investir dans des études longitudinales pour suivre les tendances à long terme et dans des essais cliniques axés sur des cibles microbiologiques exploitables, comme des microbes individuels ou des consortiums microbiens et leurs produits métaboliques. »

 

Sebastien Fromentin, Sofia K. Forslund, Kanta Chechi, Judith Aron-Wisnewsky, Rima Chakaroun, Trine Nielsen, Valentina Tremaroli, Boyang Ji, Edi Prifti, Antonis Myridakis, Julien Chilloux, Petros Andrikopoulos, Yong Fan, Michael T. Olanipekun, Renato Alves, Solia Adiouch, Noam Bar, Yeela Talmor-Barkan, Eugeni Belda, Robert Caesar, Luis Pedro Coelho, Gwen Falony, Soraya Fellahi, Pilar Galan, Nathalie Galleron, Gerard Helft, Lesley Hoyles, Richard Isnard, Emmanuelle Le Chatelier, Hanna Julienne, Lisa Olsson, Helle Krogh Pedersen, Nicolas Pons, Benoit Quinquis, Christine Rouault, Hugo Roume, Joe-Elie Salem, Thomas S. B. Schmidt, Sara Vieira-Silva, Peishun Li, Maria Zimmermann-Kogadeeva, Christian Lewinter, Nadja B. Søndertoft, Tue H. Hansen, Dominique Gauguier, Jens Peter Gøtze, Lars Køber, Ran Kornowski, Henrik Vestergaard, Torben Hansen, Jean-Daniel Zucker, Serge Hercberg, Ivica Letunic, Fredrik Bäckhed, Jean-Michel Oppert, Jens Nielsen, Jeroen Raes, Peer Bork, Michael Stumvoll, Eran Segal, Karine Clément, Marc-Emmanuel Dumas, S. Dusko Ehrlich, Oluf Pedersen. Microbiome and metabolome features of the cardiometabolic disease spectrumNature Medicine, 2022; DOI: 10.1038/s41591-022-01688-4

Yeela Talmor-Barkan, Noam Bar, Aviv A. Shaul, Nir Shahaf, Anastasia Godneva, Yuval Bussi, Maya Lotan-Pompan, Adina Weinberger, Alon Shechter, Chava Chezar-Azerrad, Ziad Arow, Yoav Hammer, Kanta Chechi, Sofia K. Forslund, Sebastien Fromentin, Marc-Emmanuel Dumas, S. Dusko Ehrlich, Oluf Pedersen, Ran Kornowski, Eran Segal. Metabolomic and microbiome profiling reveals personalized risk factors for coronary artery diseaseNature Medicine, 2022; DOI: 10.1038/s41591-022-01686-6