Les enfants du camp de réfugiés de Kutupalong à Cox's Bazar, au Bangladesh, sont dépistés et traités pour la malnutrition. (Crédit: Maggie Moore / USAID / Flickr)
La malnutrition peut entraîner un retard de croissance. Une nouvelle étude sur des enfants au Bangladesh implique 14 types de bactéries dans l'intestin grêle.
De nombreux enfants qui reçoivent un traitement contre la malnutrition dans les pays en développement ne se rétablissent jamais complètement. Ils peuvent également souffrir d'un dysfonctionnement du système immunitaire et d'un mauvais développement cognitif qui causent généralement des problèmes de santé à long terme à l'âge adulte.
Les bactéries en question contribuent à la maladie de la muqueuse de l'intestin grêle - une condition appelée dysfonctionnement entérique environnemental - qui nuit à l'absorption des nutriments des aliments et supprime les facteurs de croissance nécessaires à un développement sain.
La recherche, publiée dans Le New England Journal of Medicine, peut aider les scientifiques à concevoir de nouvelles thérapies pour enfants mal nourris qui restent un retard de croissance et une insuffisance pondérale même après avoir reçu des aliments thérapeutiques, selon les chercheurs.
Dans une éditorial qui accompagne l'étude, Ramnick J. Xavier, du Massachusetts General Hospital et du Broad Institute of MIT et Harvard, a qualifié la nouvelle recherche de «rappelant l'identification de Helicobacter pylori comme cause d’ulcères. »
Selon Xavier, le travail lie une maladie à un groupe de bactéries qui colonise une région spécifique de l'intestin et illustre les avantages de l'intégration de la santé mondiale avec des études mécanistiques de base sur les causes de la maladie.
Le rôle vital de l'intestin grêle
Le microbiome intestinal a une relation symbiotique avec son hôte humain. Des preuves se font jour de ses contributions essentielles au cours des premières années de la vie à une croissance et un développement sains. De nombreuses recherches impliquant le microbiome intestinal se sont concentrées sur les bactéries mesurées dans des échantillons fécaux, qui ne sont pas nécessairement représentatifs des communautés microbiennes vivant dans différentes régions le long de la tube digestif.
Pour la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur la partie supérieure de l'intestin grêle - la région de l'intestin qui suit immédiatement l'estomac - parce qu'elle n'est en grande partie pas étudiée et parce qu'il y avait des indices qu'elle pourrait jouer un rôle important dans la malnutrition.
«Une grande partie de l'absorption des nutriments par le corps a lieu dans l'intestin grêle», explique l'auteur principal Jeffrey I. Gordon, professeur et directeur du Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology à la Washington University School of Medicine à St. Louis. «L'intestin grêle est tapissé de saillies en forme de doigt appelées villosités, qui augmentent la surface d'absorption de l'intestin.
«En cas de dysfonctionnement entérique environnemental, ces villosités sont endommagées et s'effondrent, provoquant une inflammation de la paroi intestinale et réduisant sa capacité à absorber les nutriments. Ce trouble a été très difficile à diagnostiquer et sa cause est énigmatique, tout comme sa relation avec les nombreuses manifestations de la malnutrition, y compris la petite taille (retard de croissance).
«Notre étude a été conçue pour répondre à ces questions. Les résultats nous ont aidés à déchiffrer les mécanismes de la maladie et fournissent également une justification pour le développement de nouvelles thérapies ciblant le petit microbiome intestinal.
Retard de croissance et malnutrition
Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont commencé par une intervention nutritionnelle pour 525 enfants souffrant de malnutrition, qui avaient en moyenne 18 mois et avaient un retard de croissance. Ils ont reçu un supplément nutritionnel standard qui comprenait du lait, des œufs, des minéraux et des vitamines.
Les enquêteurs ont reçu la permission des parents de chacun des 110 enfants qui n'ont pas montré d'amélioration avec ce traitement pour effectuer une endoscopie sur leur enfant. La procédure a permis aux chercheurs d'obtenir des biopsies tissulaires et de prélever des échantillons microbiens dans l'intestin grêle supérieur des enfants.
«Dans le passé, on espérait que fournir des aliments plus nutritifs et un meilleur assainissement serait suffisant pour surmonter le retard de croissance», déclare le premier auteur Robert Y. Chen, étudiant au doctorat dans le laboratoire de Gordon. «Mais cette approche n'a pas fonctionné pour de nombreux enfants.
«Dans cette étude, nous avons pu examiner de plus près les molécules et les microbes de l'intestin grêle pour comprendre plus en détail ce qui se passe chez ces enfants qui rend leur condition si résistante aux interventions nutritionnelles.
Les chercheurs se sont concentrés sur 80 des 110 enfants pour lesquels ils avaient également des échantillons de sang et chez lesquels ils avaient trouvé des preuves de dysfonctionnement entérique environnemental via des biopsies intestinales. Ils ont mesuré l'abondance de milliers de protéines dans les échantillons de sang et dans les petits échantillons de biopsie intestinale.
Les résultats ont révélé des niveaux inférieurs à la normale de protéines impliquées dans divers aspects de la croissance, des niveaux plus élevés de protéines résultant de la dégradation de la muqueuse intestinale et une hyperactivation du système immunitaire intestinal. Des échantillons du contenu microbien de la même région de l'intestin grêle ont révélé un groupe de 14 types de bactéries; plus les niveaux de ces organismes sont élevés, plus le retard de croissance est grave. Les chercheurs ont également lié les niveaux de ces organismes aux niveaux de protéines intestinales impliquées dans l'inflammation, qui peuvent endommager l'intestin.
«Ce groupe de base de 14 bactéries était présent chez 80% des enfants souffrant de retard de croissance,» dit Chen. «Ce qui est assez frappant, c'est que ces bactéries étaient fortement corrélées avec des protéines qui provoquent un état pro-inflammatoire et un retard de croissance. Les marqueurs inflammatoires pourraient également être mesurés dans le sang, ce qui pourrait nous aider à identifier ces problèmes chez les enfants sans faire d’endoscopie. »
Une `` nature sauvage largement inexplorée ''
Les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient détecter ces 14 souches bactériennes dans les échantillons fécaux de ces enfants et que leurs niveaux différaient de ceux des échantillons fécaux d'enfants en bonne santé.
Les chercheurs ont également noté qu'aucune des 14 souches n'est généralement considérée comme un agent pathogène pathogène. Gordon et ses collègues n'ont pas pu comparer directement les échantillons bactériens de l'intestin grêle supérieur des enfants souffrant de malnutrition à ceux d'enfants en bonne santé au Bangladesh, car il n'aurait pas été éthique de pratiquer des endoscopies sur des enfants en bonne santé.
Pour déterminer si les 14 souches bactériennes de l'intestin grêle supérieur jouent un rôle causal dans le dysfonctionnement entérique environnemental - et ne sont pas un effet de la malnutrition, par exemple - les chercheurs ont étudié des souris sans germes nourries avec un régime représentatif de l'alimentation des enfants bangladais. dans l'étude.
Les souris exemptes de germes, nées et élevées dans des conditions stériles sans microbiomes propres, ont reçu une collection de microbes provenant d'enfants souffrant de malnutrition, y compris les souches liées à un retard de croissance. Ils ont également nourri des souris témoins avec des microbes intestinaux de souris normaux selon le même régime alimentaire. Ceux qui ont reçu les microbes intestinaux de l'intestin grêle supérieur des enfants souffrant de malnutrition ont développé une perturbation de la muqueuse de l'intestin grêle et des changements inflammatoires caractéristiques d'un dysfonctionnement entérique environnemental.
«Notre étude fournit des preuves solides que le retard de croissance ne se limite pas aux coupables conventionnels que nous blâmons traditionnellement pour le problème - pénurie alimentaire, mauvais assainissement ou approvisionnement en eau contaminé, par exemple», déclare le co-auteur Michael J. Barratt, directeur exécutif de Centre de recherche sur le microbiome intestinal et la nutrition de l'Université de Washington.
Gordon ajoute: «Le petit microbiote intestinal a été une région sauvage largement inexplorée» - une «terra incognita». Ces nouvelles découvertes fournissent des preuves des contributions importantes de la communauté microbienne de l'intestin grêle à la croissance saine des enfants, et comment des perturbations dans sa composition et sa fonction peuvent entraîner la malnutrition.
«Il reste encore beaucoup à faire, mais les découvertes de notre équipe, y compris la création d'un modèle animal qui décrit les caractéristiques importantes du dysfonctionnement entérique environnemental chez les enfants, ouvrent la voie à de nouvelles méthodes pour diagnostiquer cette maladie et à de nouveaux traitements qui réparent la communauté microbienne intestinale. . Ces traitements, qu'il s'agisse d'aliments thérapeutiques ou de probiotiques, par exemple, chercheraient à réduire les niveaux et l'impact de ces bactéries nocives dans l'intestin grêle des enfants souffrant de malnutrition.
Tahmeed Ahmed du Centre international de recherche sur les maladies diarrhéiques à Dhaka, au Bangladesh, a collaboré à l'étude. La Fondation Bill & Melinda Gates a financé les travaux.
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