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Plasticité des muqueuses gastro-intestinales dans les pathologies nutritionnelles et après chirurgie PIMS

Chefs d’équipe: Maude Le Gall et Andre Bado

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Notre équipe s’intéresse à la contribution du tractus gastro-intestinal dans pathologies nutritionnelles dont l’obésité, qui est le plus souvent associée à des comorbidités comme le diabète de type 2 ou la stéatose hépatique non alcoolique. La pharmacothérapie de l’obésité reste d’une efficacité inconstante et aujourd’hui les chirurgies bariatriques qui sont des remodelages du tractus gastro intestinal sont les seuls traitements efficaces lorsque l’obésité devient morbide. Si ces chirurgies sont dans l’ensemble extrêmement bénéfiques, nous avons rapporté qu’elles peuvent parfois conduire à une insuffisance intestinale, avec une malnutrition sévère, une stéatose microvésiculaire et une insuffisance hépatique aiguë (Lancet. 2013). Cette situation rappelle le syndrome de grêle court (SGC) résultant d’une résection étendue de l’intestin grêle et principale cause d’insuffisance intestinale.

Prendre en charge ces pathologies – obésité et dénutrition résultant de l’insuffisance intestinale – dont le coût humain, social et économique est en constante augmentation, nécessite des efforts de recherche pour mieux comprendre leurs mécanismes physiopathologiques afin d’identifier des nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques.

Afin de répondre à ce besoin sociétal, notre équipe a rassemblé des physiologistes du tractus gastro-intestinal, des scientifiques et des cliniciens (gastro-entérologues, chirurgiens digestifs et nutritionnistes) afin de développer des recherches fondamentales et translationnelles pour étudier les mécanismes des adaptations gastro-intestinales en réponse à l’obésité, aux reconfigurations gastro-intestinales par la chirurgie, et à l’état nutritionnel (dénutrition /malnutrition).

Nous avons mis au point des modèles murinsde chirurgies bariatriques (PLoS One 2015, Am J Physiol 2016, J Vis Exp. 2018) ainsi que des modèles récapitulant le syndrome de grêle court (Sci. Rep. 2016).

En combinant des recherches expérimentales dans ces modèles précliniques et des études cliniques, nous avons identifié des différences d’adaptation intestinales contribuant à l’amélioration l’homéostasie glucidique après des chirurgies bariatriques de type RYGB versus VSG (Gastroenterology 2016;Trends Endocrinol Metab. 2017). En parallèle, nous avons caractérisé les adaptations structurelles et fonctionnelles de la muqueuse intestinale résiduelle et du microbiote chez l’homme et le rat atteints du syndrome de grêle court (Sci. Rep. 2016, Microorganisms 2016, Front. Physiol. 2017).

Dans toutes ces études, nous avons mis en évidence la plasticité des cellules épithéliales constitutives du tractus gastro-intestinal et ses conséquences sur les fonctions intestinales (Nutr Rev. 2018).

 

Nous étendons actuellement nos études aux deux faces de l’épithélium intestinal : coté muqueux, sur l’analyse du système nerveux entérique (neurones et cellules gliales) et des cellules immunitaires et côté luminal, sur le microbiote et ses métabolites. Notre objectif est de déterminer les conséquences fonctionnelles des modifications des cellules neuronales et immunitaires entériques et du microbiote sur les fonctions des cellules épithéliales intestinales.

Enfin, des études « omics » de la muqueuse intestinale dans les modèles précliniques et chez les patients permettront l’identification de nouveaux biomarqueurs et de nouvelles cibles thérapeutiques pour compléter ou remplacer une intervention chirurgicale.

 Anatomie du tube digestif en physiologie et après remodelage chirurgical.

A. Anatomie gastro-intestinale normale.
B. Anatomie du tractus gastro-intestinal après chirurgie bariatrique de type gastrectomie verticale en manchon (VSG), bypass gastrique de type Roux-en-Y (RYGB) ou bypass gastrique à une anastomose (OAGB).
B. Anatomie du tractus gastro-intestinal après résection étendue de l’intestin conduisant au syndrome de grêle court (SGC) selon le type d’anastomose : entérostomie terminale (type 1), anastomose jéjuno-colique (type II) ou anastomose jéjuno-iléocolique (type III)Adapté de Le Gall et al Nutr Rev. 2018

 

Reprogrammation intestinale et amélioration de l’homéostasie glucidique après chirurgie bariatrique

Après RYGB, la muqueuse jéjunale du tube digestif devient hyperplasique chez le rat comme chez des patients opérés par RYGB comparés aux sujets obèses. Cette hyperplasie est associée à une hyperactivité métabolique de l’anse alimentaire et entraîne une augmentation de la consommation de glucose, ce qui peut être visualisé par des analyses PET / CT Scan chez l’homme. Adapté de Cavin et al. Gastroenterology 2016

 

« Gut Connectome »

 

Les deux faces de l’épithélium gastro-intestinal pourraient contribuer aux adaptations en réponse aux chirurgies. Coté muqueux, les cellules gliales, les neurones du système nerveux entérique et les cellules immunitaires communiquent avec les cellules épithéliales intestinales, coté luminal les métabolites issus du microbiote sont des signaux ou des nutriments des cellules épithéliales intestinales

La recherche translationnelle au sein de l’équipe PIMS.


Notre équipe rassemble des physiologistes du tractus gastro-intestinal, des scientifiques et des cliniciens (chirurgiens digestifs, gastro-entérologues et nutritionnistes) afin de développer des recherches allant de la paillasse au lit du patient comme du lit du patient à la paillasse.


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