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Les chercheurs découvrent comment l'enzyme bactérienne enlève inflammation-entraîner des hydrates de carbone de viande

La plupart des mammifères produisent naturellement un hydrate de carbone connu sous le nom de Neu5Gc - ; les êtres humains ne font pas. Cependant, quand nous mangeons de la viande rouge, l'animal Neu5Gc est comporté en nos tissus. Pendant que l'hydrate de carbone s'accumule, nos systèmes immunitaires traitent Neu5Gc en tant qu'envahisseur étranger, produisant des anticorps contre lui. C'est pourquoi des régimes riches en viande rouges sont associés à l'inflammation chronique et aux maladies associées, telles que le cancer du côlon et l'athérosclérose.

Les chercheurs à l'École de Médecine de San Diego d'Université de Californie récent découverte comment les bactéries d'intestin utilisent des enzymes pour décoller nos cellules de leur teneur de Neu5Gc ainsi elles peuvent se régaler des sucres fondamentaux, et ce faisant, déchargent l'hydrate de carbone dans la circulation sanguine.

L'étude, publiée le 23 septembre 2019 en microbiologie de nature, introduit la possibilité d'employer ces enzymes bactériennes, sialidases appelés, pour libérer Neu5Gc de nos tissus et pour éliminer potentiellement l'hydrate de carbone de la viande rouge avant qu'elle ait absorbé.

Il est notre espoir que cette approche pourrait être employée en tant qu'une sorte de probiotic ou prebiotic pour aider à réduire l'inflammation et le risque de maladies inflammatoires - ; sans abandonner le bifteck. »

Karsten Zengler, PhD, professeur de la pédiatrie et de la bio-ingénierie, Uc San Diego et auteur supérieur

Les scientifiques ont su pendant des décennies que le cancer du côlon et l'athérosclérose sont plus courants dans les gens qui mangent de beaucoup de viande rouge, mais pas dans les carnivores non-humaines. Neu5Gc a été impliqué comme la tige entre la consommation de viande rouge et ces maladies humaines dans des études précédentes par le co-auteur d'étude Ajit Varki, DM, professeur de médecine distingué et médicament cellulaire et moléculaire à l'École de Médecine d'Uc San Diego, et aux collègues. Ils ont prouvé que Neu5Gc diététique introduit l'inflammation, les tumeurs et l'athérosclérose chez des souris de Neu5Gc-deficient (humanisé).

Dans leur dernière étude, l'équipe de Zengler avait l'habitude les souris humanisées assimilées (modèles de souris qui ont été génétiquement modifiées pour réfléchir la biologie humaine d'une certaine façon) pour déterminer comment le régime influence le renivellement des microbiomes - ; communautés des microbes, en particulier bactéries - ; vivre dans l'intestin. Les souris ont été alimentées un régime de viande rouge de Neu5Gc-rich ou un de deux régimes de contrôle qui ont manqué de l'hydrate de carbone.

De façon générale, le régime genre viande rouge a été associé à moins de diversité bactérienne dans les microbiomes d'intestin de souris. Pourtant il y avait plusieurs types de bactéries qui étaient plus abondants dans les intestins des souris de Neu5Gc-fed que les souris qui n'ont pas absorbé l'hydrate de carbone lié à la viande. Un de ces derniers était le bacteroide, un type de bactéries connues pour survivre sur des hydrates de carbone.

Plus particulièrement, une enzyme de bacteroide était particulièrement abondante chez les souris de Neu5Gc-fed - ; un type neuf de sialidase qui fend Neu5Gc hors circuit des cellules.

Pour déterminer comment les résultats de souris pourraient traduire aux êtres humains, Zengler a initialement espéré entreprendre une étude dans laquelle les gens mangeraient un régime végétarien pendant deux mois, puis commute à la consommation de viande pendant deux mois, tous tandis que l'équipe suivie comment leurs microbiomes et sialidases d'intestin ont changé. Au lieu de lancer une telle étude, qui aurait été coûteuse, Zengler a trouvé une expérience naturelle dans le mode de vie du Hadza, un groupe indigène de chasseur-cueilleur qui vit dans une région distante de la Tanzanie, dans l'Afrique de l'Est. Pendant la saison sèche, la chasse à Hadza et mangent de la viande. Dans la saison des pluies, ils ne peuvent pas chasser et se fonder au lieu sur un régime principalement des baies et du miel.

D'autres organismes de recherche ont précédemment étudié le Hadza et leurs microbiomes. Examinant publiquement - les caractéristiques génomiques procurables de Hadza étripent des bactéries au fil du temps, l'équipe de Zengler ont remarqué que les bacteroides contenant le gène de sialidase étaient au moins deux fois plus abondants pendant la saison (carnivore) sèche, comparé à la saison des pluies.

Mais juste parce que les gènes de sialidase sont présents ne signifie pas forcément qu'ils sont également en activité. Ainsi les chercheurs ont synthétisé le gène bactérien de sialidase de Hadza et ont produit l'enzyme dans le laboratoire. Le sialidase donnant droit était Neu5Gc non-humain actif et préféré au-dessus des hydrates de carbone humains assimilés.

Zengler alors a pris à l'étude une mesure davantage : à l'épicerie. Son équipe achetée saucisse de bifteck et de proc d'une mémoire locale et portée la de nouveau au laboratoire. Ils ont frotté leur sialidase laboratoire-effectué sur la viande et, assez sure, la majeure partie du Neu5Gc est venue juste hors circuit.

« L'approche n'est pas parfaite encore - ; l'enzyme de sialidase préfère fendre Neu5Gc, mais elle fend toujours un morceau d'un hydrate de carbone humain assimilé, » a dit Zengler, qui est également un membre de la faculté au centre pour l'innovation de Microbiome chez Uc San Diego.

Lui et son équipe travaillent maintenant pour optimiser l'enzyme pour augmenter sa spécificité. L'équipe veut également explorer des méthodes pour produire l'enzyme et pour explorer en série plus plus loin son potentiel pour éviter l'inflammation et les maladies inflammatoires.

Source:
Journal reference:

Zaramela, L.S. et al. (2019) Gut bacteria responding to dietary change encode sialidases that exhibit preference for red meat-associated carbohydrates. Nature Microbiology. doi.org/10.1038/s41564-019-0564-9.