Régime riche en fructose, microbiome intestinal et santé métabolique

Les Américains consomment généralement des quantités excessives de fructose alimentaire. Il a été démontré que l’ajout de fructose a un impact négatif sur la santé métabolique, notamment une augmentation de la résistance à l’insuline et du risque de diabète de type 2 (DT2). Cependant, les mécanismes qui lient le fructose alimentaire à la santé métabolique sont mal compris. La malabsorption ou le métabolisme incomplet du fructose dans l’intestin grêle sont fréquents dans la population. L’excès de fructose atteint le côlon où il peut modifier la structure et la fonction du microbiome intestinal, altérer les métabolites bactériens et déclencher des réponses inflammatoires ayant un impact sur le risque de DT2. Pour élucider si les niveaux de fructose alimentaire couramment consommés influencent les résultats métaboliques en modifiant le microbiome intestinal, l'équipe de recherche randomisera 30 participants pour une intervention diététique croisée contrôlée, dans laquelle les participants consommeront des régimes isocaloriques, du fructose ou du glucose ajoutés pendant 12 jours. (25 % des calories totales) séparés par une période de sevrage diététique contrôlée de 10 jours.

L’équipe de recherche vise à :

1. Déterminer les relations entre une consommation élevée de fructose, le microbiome intestinal et le risque métabolique.
2. Caractériser le(s) rôle(s) causal(s) que les altérations du microbiome intestinal induites par le fructose ont sur le risque métabolique à l’aide d’un modèle de souris sans germes.

L'équipe de recherche mesurera 1) la structure et la fonction de la communauté du microbiote via le séquençage métagénomique des selles, 2) les métabolites fécaux via une métabolomique ciblée et non ciblée, 3) l'anthropométrie, 4) la résistance à l'insuline, les marqueurs sériques du risque de DT2 et les cytokines inflammatoires, 5) les microbes fécaux. capacité d'oxydation des glucides et 6) graisse hépatique via élastographie IRM. L’équipe de recherche utilisera de nouvelles approches statistiques, notamment la modélisation des décalages distribués, pour comprendre les relations complexes entre l’alimentation, le microbiome, les métabolites et les résultats pour la santé.

L’équipe de recherche mènera ensuite des interventions diététiques contrôlées et des études de transplantation du microbiome fécal chez des souris sans germes. Des échantillons fécaux de donneurs provenant de participants humains dans les volets glucose et fructose de l'intervention clinique seront transplantés chez des souris sans germes et colonisées pour établir une relation causale entre les modifications induites par le fructose dans le microbiome intestinal, la graisse hépatique et les changements métaboliques et inflammatoires connus. pour augmenter le risque de DT2.

L’équipe de recherche vise à évaluer de manière exhaustive les changements structurels et fonctionnels du microbiome intestinal provoqués par un régime riche en fructose. Déterminer l’impact d’un excès de fructose sur le microbiome aidera à identifier de nouveaux moyens par lesquels le fructose contribue au risque de maladie métabolique. En plus d'identifier des stratégies visant à améliorer la santé métabolique chez les adultes, les données de cette proposition pourraient contribuer à éclairer des approches ciblées visant à atténuer les risques futurs de maladie chez les populations vulnérables qui consomment des niveaux élevés de fructose, comme les enfants.