Prébiotiques (Pruneaux Séchés) et Fonction Immunitaire chez les Femmes Postménopausées

Chaque année aux États-Unis, environ 2 millions de femmes (~6 000 femmes par jour) atteignent le stade critique du vieillissement reproductif féminin connu sous le nom de ménopause. La ménopause est caractérisée par la cessation permanente des menstruations et la perte d'activité folliculaire ovarienne provoquée par le déclin du 17β-estradiol (c'est-à-dire la carence en œstrogènes). Parmi les femmes américaines, l'âge médian de la ménopause est de 51 ans [1]. Sur la base d'une espérance de vie actuelle de 80,5 ans, les femmes de ce pays peuvent s'attendre à passer jusqu'à un tiers de leur vie à ce stade post-ménopausique.

L'impact de la diminution du 17β-estradiol sur la fonction des cellules immunitaires, en particulier certaines populations de lymphocytes T, est devenu l'objet de nombreuses recherches sur la santé des femmes. Il est largement admis qu'après la ménopause, les femmes présentent une augmentation significative de leur risque de maladies chroniques, notamment les cancers gynécologiques et mammaires, les maladies auto-immunes, les maladies cardiovasculaires et l'ostéoporose. En termes de santé osseuse, qui est l'objectif des travaux de notre laboratoire, les femmes post-ménopausées ont 4 fois plus de risques de fracture que les femmes préménopausées (âgées de 20 à 50 ans). De plus, 1 femme sur 3 de plus de 50 ans subira une fracture ostéoporotique. Le déclin du 17β-estradiol qui survient avec la ménopause s'accompagne de modifications immunologiques dans les lymphocytes T effecteurs de différenciation (CD)4+, notamment une augmentation des lymphocytes T auxiliaires exprimant la cytokine pro-inflammatoire, l'interleukine (IL)-17 (c'est-à-dire les cellules Th17) par rapport aux cellules T régulatrices (Treg) immunosuppressives. Les cellules Th17 sont des promoteurs très puissants de l'ostéoclastogenèse et accélèrent la résorption osseuse qui survient en cas de carence en œstrogènes. En revanche, le rôle ostéoprotecteur des Treg, dont on rapporte qu'elles diminuent ou restent inchangées avec la ménopause, est moins clair chez l'homme au-delà de leurs propriétés anti-inflammatoires. Par conséquent, c'est l'augmentation des cellules Th17 qui est le principal déterminant du rapport Treg/Th17 modifié qui est rapporté en réponse à la baisse des œstrogènes et qui joue un rôle central dans la physiopathologie de l'ostéoporose post-ménopausique.

Des preuves récentes ont révélé que le microbiote intestinal est un régulateur critique de cette réponse ostéo-immunologique (c'est-à-dire des lymphocytes T) ; établissant ainsi l'axe intestin-os comme une cible viable pour prévenir la perte osseuse induite par une carence en œstrogènes. Des études cliniques ont montré que l'utilisation de probiotiques et de prébiotiques pour modifier le microbiote intestinal a des effets bénéfiques sur le métabolisme osseux et minéral. Dans les modèles animaux d'ostéoporose post-ménopausique, les probiotiques et prébiotiques augmentent les métabolites dérivés de l'intestin (par exemple, les acides gras à chaîne courte (AGCC)), programment des réponses immunitaires plus tolérogènes ou anti-inflammatoires, tout en prévenant la perte osseuse. Les travaux approfondis de notre laboratoire sur la prune séchée et sa capacité unique non seulement à prévenir, mais aussi à inverser la perte osseuse dans les modèles animaux, ont révélé qu'elle améliore la fonction des lymphocytes T ex vivo et que ses composants polyphénoliques et glucidiques contribuent à son activité prébiotique. Ces résultats combinés à des preuves solides provenant de trois essais cliniques distincts soutiennent la capacité de la prune séchée à prévenir la perte osseuse post-ménopausique [1-3] en font un excellent candidat prébiotique pour tester si ces changements immunitaires médiés par l'intestin observés dans les modèles animaux se traduisent chez les sujets humains.

En plus des changements liés à l'âge dans les œstrogènes, d'autres facteurs affectant la biologie des lymphocytes T des femmes post-ménopausées (par exemple, le statut en vitamine D) pourraient encore aggraver leur risque d'ostéoporose. Parmi les femmes américaines âgées de 51 à 70 ans, 28 % sont insuffisantes en vitamine D et 10 % sont carencées en vitamine D selon les directives de l'Institute of Medicine. Bien que la vitamine D soit connue pour son rôle dans la santé squelettique, des preuves de ses importantes fonctions extra-squelettiques continuent d'émerger. Le 1,25-(OH)2D3 inhibe simultanément la cellule Th17 pro-inflammatoire et augmente le nombre et la fonction de la cellule Treg anti-inflammatoire. De plus, l'influence de la vitamine D sur la fonction immunitaire a été récemment liée, bien qu'indirectement, au microbiote intestinal. Ainsi, les femmes post-ménopausées dont le statut en vitamine D est compromis pourraient être confrontées à un risque encore plus élevé de pathologies médiées par les lymphocytes T (par exemple, maladies auto-immunes et ostéoporose), ce qui souligne encore l'importance de cibler le microbiote intestinal.

L'objectif de cette étude est de comprendre comment la supplémentation alimentaire en prunes séchées, un aliment à activité prébiotique, affecte les cellules T effectrices (c'est-à-dire Th17 et Treg) et leur fonction ; et d'explorer si le statut en vitamine D de l'hôte modifie cette réponse. Les questions fondamentales à aborder sont : 1) si la supplémentation du régime alimentaire avec des prunes séchées affecte la fonction immunitaire (c'est-à-dire les cellules T effectrices) ; 2) si les résultats de nos études précliniques démontrant que le microbiote intestinal est une cible pour contrer les changements des lymphocytes T associés à une carence en œstrogènes se traduisent chez les femmes post-ménopausées ; et 3) si le statut en vitamine D de l'hôte influence la réponse à ce prébiotique.

Pour y parvenir, nous recruterons des femmes post-ménopausées en bonne santé, âgées de 60 à 75 ans, pour participer à un essai croisé randomisé contrôlé avec et sans prune séchée. Nous prévoyons d'inclure n=30 femmes. Les volontaires éligibles effectueront 5 visites d'étude au Centre de Recherche Clinique de l'IU Health University Hospital. Lors de la visite 1, les volontaires subiront un dépistage pour s'assurer qu'elles sont éligibles à participer et après avoir donné leur consentement éclairé, elles subiront des mesures anthropométriques, une scanographie de densité osseuse de base et des évaluations de la fonction physique. Avant la visite 2, et toutes les visites suivantes, les participants collecteront des échantillons de selles et saisiront leur enregistrement alimentaire de 3 jours dans le système Automatisé d'Autodéclaration sur 24 heures (ASA24).

Les visites principales de l'étude (visites 2-5) sont divisées en deux bras (chacun d'une durée de 4 semaines avec 1 semaine de rodage) et une période de washout (2-4 semaines). Lors de la visite 2, les participants seront ensuite assignés au hasard au bras A (avec intervention de prune séchée) ou au bras B (sans intervention de prune séchée) en utilisant une liste générée par ordinateur de nombres aléatoires. Lorsque les participants sont dans le bras A, des instructions seront fournies sur le protocole de rodage et l'incorporation de prune séchée dans l'alimentation (50 g/jour ou 5-6 prunes séchées par jour). Les participants enregistreront la quantité et l'heure de la journée où les prunes séchées sont consommées et retourneront tout produit restant. Le personnel de l'étude fournira les prunes séchées dans des sachets gratuits. Notez que les sachets sont fournis par le California Prune Board. Lors de la visite 3, les participants termineront la collecte de données et d'échantillons comme décrit pour la visite 2 puis commenceront la période de washout. La visite 4 sera programmée après la période de washout et les mêmes procédures décrites dans la visite 3 seront répétées avec croisement vers le deuxième bras. Lors de la visite 5 (visite finale), les participants termineront la collecte de données et d'échantillons.

Lors des visites 2-5, les participants rempliront également des questionnaires sur l'activité physique et l'exposition au soleil. Ils fourniront un échantillon de sang et informeront le personnel de l'étude de tout changement dans leur état de santé. Tout au long des deux bras de l'étude, les participants évalueront quotidiennement leurs habitudes intestinales.