Intestinal microbiota modulation

Consécutives à une malabsorption chronique de lactose. L’objectif de ce travail est de suivre les modulations de la composition et de l’activité du microbiote intestinal ainsi que les conséquences sur la physiologie de l’hôte malabsorbeur, lors d’une ingestion subchronique (6 jours) de lactose chez le rat.(groupe S25 contrôle pair-fed). Nous avons effectué des abattages séquentiels au 1er, 2e et 6e jour de régime (6 rats de chaque groupe par jour). Lors de ces abattages, nous avons prélevé du sang porte, les contenus intestinaux et des segments coliques (proximaux, médians et distaux). Les acides gras à chaines courtes (AGCC) et le lactate ont été dosés respectivement par chromatographie en phase gazeuse et par kits enzymatiques dans les contenus intestinaux et dans le sang porte. Les dynamiques de populations bactériennes prédéfinies (lactobacilles, bifidobactéries, entérobactéries, entérocoques, clostridies, bactéries sulfato-réductrices, bactéries acétogènes, archées méthanogènes) ont été suivies par qPCR absolue, dans le caecum et le côlon. La myeloperoxydase (MPO) a été quantifiée par dosage enzymatique dans la muqueuse colique proximale et distale, et une étude histologique a été réalisée dans la muqueuse colique médiane. La présence de sang dans les selles (mise en évidence par le test Hemocult) ainsi que l’osmolarité et le pH des contenus caecaux et coliques ont également été évalués. nombre de bactéries totales, malgré une prolifération des groupes bactériens fermentaires primaires et/ou à activité beta-galactosidase-positive dans le caecum et le côlon proximal et des groupes hydrogénotrophes dans le côlon proximal et distal. Après 6 jours de régime L25, la prédominance des bifidobactéries et des groupes Lactobacillus et Bacteroides s’installe.

Dans le caecum ; celle des bactéries lactiques et du groupe Bacteroides s’installe dans le côlon proximal ; celle des bifidobactéries et du groupe Bacteroides s’installe dans le côlon distal. Les bactéries sulfato-réductrices diminuent dans tous les segments à la faveur des bactériesbactéries acétogènes et des archées méthanogènes dans le côlon distal (effet régime p < 10-4). Parallèlement, l’activité beta-galactosidase est supérieure dans le caecum du groupe L25, (effet temps*régime p < 0.05). Les concentrations coliques en AGCC deviennent significativement supérieures dans le groupe L25, en comparaison au groupe S25, avec une interaction temps*régime notamment dans le caecum (p = 0.007), le côlon distal (p = 0.002) et le sang porte (p = 0.009). Les concentrations sanguines en AGCC présentent une nette augmentation à J1, suivie d’une stabilisation à J2. Enfin, l’activité MPO et l’histologie des muqueuses traduisent un état inflammatoire transitoire à J1 et J2 pour le groupe L25 avec notamment une activité MPO supérieure dans le côlon proximal (p=0.04) et le côlon distal (p=0.03), un ratio (aire de la muqueuse/ aire de la section) plus petit (p=0.03) et un ratio cellules (muco-sécrétrices/ colonyctes) plus grand (p=0.04). L’atténuation de ces paramètres, observée au jour 6, laisse supposer une réduction de l’inflammation et une habituation de l’hôte aux conséquences de l’ingestion chronique de lactose. Conclusions L’ingestion subchronique de lactose modifie donc la composition et l’activité du microbiote intestinal. Les premiers jours d’ingestion de lactose sont associés à une activité fermentaire importante du microbiote intestinal, à un faible recyclage des métabolites bactériens coliques et à un remaniement de la proportion de chaque population constitutive. Au fil des jours, l’évolution de la composition du microbiote intestinal se poursuit et laisse supposer un meilleur recyclage des métabolites du lactose. Cette période est aussi associée à une réduction de l’inflammation de la muqueuse. Ces résultats soutiennent l’idée que l’ingestion régulière de lactose pourrait, après plusieurs jours d’adaptation du microbiote intestinal, avoir un effet sur la physiologie de l’hôte et notamment sur l’amélioration de sa tolérance.

Abstract Lactose malabsorption has been mainly studied for acute ingestion and consequences of chronic lactose malabsorption remain unclear. This study monitors the potential adaptations of both the intestinal microbiota and the malabsorber host, during prolonged lactose ingestion. Two groups of Wistar male rats received a diet containing either 25 % of lactose (experimental L25 group) or 25% of sucrose (S25 pair-fed control group). Sacrifices were carried-out after 1, 2 and 6 days of diets. Intestinal contents were sampled to evaluate the microbiota composition and activity. Portal blood and colonic mucosa were sampled to evaluate the host physiology. The microbial composition revealed stability in the number of total bacteria over both diets, with a reshaping in the dominance of genus and bacterial groups according to an increasing gradient pattern from caecum to distal colon in the L25 group. Generally, the evaluated micro-organisms were more abundant in the intestinal contents of L25 group. The fermentative capacity was rapidly stimulated (increase of lactic acid bacteria and other fermentative bacteria). The hydrogen-recycling capacity was also quickly stimulated in distal colon (increase of acetogenic bacteria and methanoarchaea) and more slowly in caecum and proximal colon. Concomitantly, in the L25 group compared to the S25 pair-fed group, the beta-galactosidase activity increased in caecum (diet effect: p<0.001) and proximal colon (diet effect: p<0.05), as well as the intestinal and plasmatic SCFA concentrations. Consequently, the caecal, proximal and distal colonic contents were acidified (diet effect: p<0.001 for each). A transient inflammatory state was observed in the colon of L25 group by a MPO activity higher in the proximal (p=0.04) and distal (p=0.03) colon and by a lower ratio mucosa area/ section area (p=0.03), especially during the first days of L25 diet. These findings reveal that a prolonged ingestion of lactose changes the colonic microbiota and leads to