Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

L'acide férulique produit par Lactobacillus fermentum NCIMB 5221 réduit les symptômes du syndrome métabolique chez Drosophila melanogaster

Susan Westfall, Nikita Lomis, Surya Pratap Singh et Satya Prakash

Abstrait

Le microbiote intestinal est une communauté complexe de milliers d'espèces bactériennes vivant dans le tube digestif, essentielles à la synthèse des vitamines, à l'absorption des minéraux, à la digestion des fibres autrement indigestes et à l'extraction de l'énergie des aliments. Récemment, la santé de l'architecture communautaire du microbiote intestinal a été liée à des maladies régulatrices de l'énergie, notamment le syndrome métabolique : un ensemble de symptômes comprenant l'hyperglycémie, l'hypercholestérolémie, l'hypertension artérielle, l'augmentation de la graisse abdominale et des taux de triglycérides. Cependant, le mécanisme de communication entre le microbiote intestinal et le métabolisme énergétique de l'hôte reste insaisissable. L'étude actuelle montre que l'acide férulique (FA) produit par l'activité intrinsèque d'estérase d'acide férulique de la bactérie probiotique Lactobacillus fermentum NCIMB 5221 (Lf5221) peut sauver de manière dose-dépendante les marqueurs phénotypiques du diabète et de l'obésité induits par l'alimentation chez Drosophila melanogaster . Chez les drosophiles exposées à un régime riche en sucre ou en graisses, le Lf5221 vivant à 2,5 ou 7,5 × 109 UFC/ml a efficacement sauvé le poids corporel total, les niveaux de glucose, de tréhalose et de triglycérides. Tous les effets susmentionnés ont été perdus chez les bactéries inactivées par la chaleur, ce qui indique qu'un produit métabolique en est responsable. De même, l'acide gras à 0,5 mM dans les modèles de drosophiles métaboliquement perturbés a entraîné des effets similaires sur les marqueurs physiologiques tout en réduisant l'hyperglycémie dans l'hémolymphe circulante. Au niveau de la signalisation, le régime riche en sucre a entraîné une expression élevée des peptides insulino-like 2, 3 et 5 de drosophile et, dans le régime riche en graisses, une augmentation de l'expression de la synthase des acides gras, de l'acétyl-CoA carboxylase et de la phosphoénolpyruvate carboxykinase. Dans les deux régimes, le Lf5221 et l'acide gras ont sauvé l'expression des gènes, à différentes concentrations, au niveau des témoins. En examinant l'expression mécaniste des gènes, Lf5221 et FA ont tous deux sauvé l'expression de dFOXO et dTOR, mais pas de dAkt, indiquant que FA produit par Lf5221 agit sur l'une des molécules de signalisation en aval du récepteur de l'insuline, peut-être dTOR : un régulateur énergétique global chez les mouches et les humains. La présente étude décrit pour la première fois un mécanisme simplifié de communication entre le microbiote intestinal et le métabolisme régulateur de l'énergie de l'hôte. Une supplémentation appropriée en probiotiques actifs à l'estérase d'acide férulique tels que Lf5221 pourrait potentiellement prévenir ou atténuer les symptômes du syndrome métabolique et d'autres maladies régulatrices de l'énergie, notamment le diabète, l'obésité et la neurodégénérescence.