Le microbiote intestinal du père influence la prochaine génération

L'étude, dirigée par le groupe de Hackett au Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Rome, a révélé que la perturbation du microbiome intestinal chez les souris mâles augmente le risque de maladie chez leur future progéniture.

Le microbiome intestinal est la communauté microbienne qui habite le tractus gastro-intestinal. Il est responsable de la production d'enzymes, de métabolites et d'autres molécules importantes pour le métabolisme de l'hôte et sa réponse à l'environnement.

Par conséquent, un microbiome intestinal équilibré est important pour la santé des mammifères, car il contribue à réguler les systèmes immunitaire et endocrinien. Cela affecte à son tour la physiologie des tissus de tout le corps. Cependant, on savait peu de choses sur l'influence du microbiome intestinal sur la fonction reproductive de l'hôte et si une altération du microbiome paternel pouvait affecter la santé de sa progéniture.

Le groupe de Hackett à l'EMBL à Rome, en collaboration avec les groupes de Bork et Zimmermann à l'EMBL à Heidelberg, a décidé de répondre à cette question. Les résultats de leur étude, publiés dans la revue Nature, ont montré que la perturbation du microbiome intestinal chez les souris mâles augmente la probabilité que leur progéniture naisse avec un faible poids à la naissance et soit à un risque accru de décès prématuré..

Transmettre l'information à la prochaine génération

Pour étudier l'influence du microbiome intestinal sur la reproduction mâle et leur progéniture, les chercheurs ont modifié la composition des microbes dans les intestins des souris mâles en les traitant avec des antibiotiques courants qui ne pénètrent pas dans la circulation sanguine. Cela provoque une condition appelée dysbiose, dans laquelle l'écosystème microbien de l'intestin devient déséquilibré.

Les scientifiques ont ensuite analysé les changements dans la composition des métabolites testiculaires importants. Ils ont découvert que la dysbiose chez les souris mâles affectait la physiologie testiculaire, ainsi que la composition des métabolites et la signalisation hormonale. Au moins une partie de cet effet était due à des modifications des taux de leptine, une hormone clé, dans le sang et les testicules des hommes atteints de dysbiose induite.

Ces observations suggèrent que chez les mammifères, il existe un « axe intestin-germe » qui constitue un lien important entre l'intestin, son microbiote et la lignée germinale.

Pour comprendre l'importance de cet « axe intestin-germe » pour les caractères héréditaires, les scientifiques ont croisé des mâles non traités ou dysbiotiques avec des femelles non traitées. Les souris issues de pères dysbiotiques présentaient un poids de naissance significativement inférieur et une mortalité accrue après la naissance. Diverses combinaisons d'antibiotiques, ainsi que des traitements avec des laxatifs provoquant une dysbiose (qui perturbent également le microbiote), ont eu des effets similaires sur la progéniture.

Il est important de noter que cet effet est réversible. Après l’arrêt des antibiotiques, le microbiome des pères est restauré. Lorsque des souris ayant restauré leur microbiome ont été accouplées avec des femelles non traitées, leur progéniture est née avec un poids normal et s'est développée normalement.

"Nous avons observé que les effets intergénérationnels disparaissent une fois le microbiome normal restauré. Cela signifie que tout changement dans le microbiome intestinal susceptible de provoquer des effets intergénérationnels peut être évité chez les futurs pères", a déclaré Peer Bork, directeur de l'EMBL Heidelberg, qui a participé dans l'étude.

"La prochaine étape consiste à comprendre en détail comment divers facteurs environnementaux, tels que les médicaments, notamment les antibiotiques, peuvent affecter les lignées germinales paternelles et donc le développement embryonnaire."

Aile Denboba, premier auteur de la publication et ancien chercheur postdoctoral dans le groupe de Hackett, aujourd'hui chef de groupe à l'Institut Max Planck d'immunologie et d'épigénétique de Fribourg, en Allemagne, a ajouté : "L'étude est née du désir de comprendre l'influence de l'environnement sur les pères, en considérant le microbiome intestinal comme un lien entre les interactions hôte-environnement, créant ainsi un modèle de cause suffisante pour évaluer les risques pour la santé intergénérationnels dans des systèmes écologiques complexes. "

L'influence des pères sur le risque de maladies pendant la grossesse

Dans leurs travaux, Hackett et ses collègues ont également découvert que les anomalies placentaires, notamment une mauvaise vascularisation et une croissance lente, étaient plus fréquentes lors des grossesses impliquant des hommes dysbiotiques. Les placentas défectueux ont montré des signes d'une complication courante de la grossesse chez l'homme appelée prééclampsie, qui entraîne une mauvaise croissance de la progéniture et constitue un facteur de risque pour un large éventail de maladies plus tard dans la vie.

"Nos recherches démontrent l'existence d'un canal de communication entre le microbiome intestinal et le système reproducteur chez les mammifères. De plus, les facteurs environnementaux qui perturbent ces signaux chez les futurs pères augmentent le risque de problèmes de santé de la progéniture en altérant le développement placentaire", a déclaré Jamie. Hackett, coordinateur du projet de recherche et chef de groupe EMBL Rome

"Cela implique que chez la souris, l'environnement paternel immédiatement avant la conception peut influencer les caractéristiques de la progéniture indépendamment de l'héritage génétique."

"Dans le même temps, nous avons constaté que cet effet n'est observé que sur une seule génération, et je dois souligner que des recherches supplémentaires doivent être menées pour examiner l'étendue de ces effets et s'ils sont significatifs chez l'homme. Il existe différences innées qui doivent être prises en compte lors de la traduction des études sur les souris chez les humains. "

Hackett poursuit : "Mais étant donné l'utilisation répandue de pratiques alimentaires et d'antibiotiques dans la culture occidentale, connues pour perturber le microbiome intestinal, il est important d'examiner de plus près les effets intergénérationnels des pères et la manière dont ils peuvent influencer les résultats de la grossesse. Et le risque de maladie dans la population. "