Caractérisation de la signature du microbiote intestinal en fonction de la condition physique et ses implications pour la santé intestinale. (MICROPEPS)

Le microbiote intestinal englobe l'ensemble des micro-organismes - bactéries, virus et champignons - qui habitent le tube digestif. La colonisation commence à la naissance et évolue tout au long de la vie sous l'influence de nombreux facteurs tels que l'alimentation, l'utilisation d'antibiotiques, le sommeil, le stress, l'activité physique, l'exposition à des agents environnementaux, ainsi que l'âge, le sexe et l'origine ethnique ou migratoire (Hou et al., 2022).

Cet écosystème microbien remplit plusieurs fonctions essentielles pour son hôte, notamment la digestion et l'absorption des nutriments, la régulation immunitaire et la protection contre les agents pathogènes (Estaki et al., 2016). Par la fermentation des glucides complexes, en particulier des fibres alimentaires indigestes par les enzymes humaines, certaines bactéries produisent des acides gras à chaîne courte (AGCC), principalement le butyrate, le propionate et l'acétate. Ces métabolites jouent un rôle clé dans le maintien de l'intégrité de la barrière intestinale et dans le métabolisme énergétique des colonocytes (Estaki et al., 2016).

Lorsque la composition ou la fonction microbienne est altérée, que ce soit en diversité, en proportions relatives ou en voies métaboliques, un état de dysbiose survient. Ce déséquilibre est fréquemment observé dans diverses conditions pathologiques et a été associé au développement de maladies telles que le diabète, certains cancers, l'athérosclérose, l'asthme, les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI), et même la dépression (Hou et al., 2022).

Les MICI englobent la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH). Alors que la MC se caractérise par des lésions discontinues tout au long du tractus gastro-intestinal, la RCH implique une inflammation continue et superficielle du côlon. Ces pathologies affectent 0,3-0,5% de la population mondiale (Ng et al., 2017). De nombreuses études ont démontré des différences significatives dans la composition du microbiote entre les patients atteints de MICI et les individus sains (Oligschlaeger et al., 2019), conduisant à une altération de la fonction de barrière intestinale (Qiu et al., 2022).

Parallèlement, un nombre croissant de preuves suggère que le microbiote intestinal des individus physiquement actifs diffère de celui des personnes sédentaires (Estaki et al., 2016 ; Clarke et al., 2014 ; Barton et al., 2017 ; Mohr et al., 2020).

Plus récemment, notre laboratoire a caractérisé le microbiote intestinal de 50 volontaires allant d'individus inactifs à des athlètes d'élite ayant des capacités d'exercice élevées (joueurs de football d'élite) et très élevées (cyclistes d'élite) (EXOMIC, NCT05220657). Nos données ont révélé que la capacité d'exercice influence l'écologie microbienne intestinale et les niveaux fécaux d'AGCC, indépendamment de l'alimentation. Fait intéressant, les individus ayant une capacité d'exercice très élevée présentaient une diversité microbienne, une densité et une abondance de voies fonctionnelles réduites, soulevant la question de savoir si de tels écosystèmes microbiens sont bénéfiques pour le métabolisme énergétique de l'hôte et la performance à l'exercice. En utilisant une transplantation de microbiote fécal (TMF) de donneurs humains de notre cohorte à des souris traitées aux antibiotiques, nous avons en outre démontré que le microbiote du donneur, lié à la capacité d'exercice, affecte la sensibilité à l'insuline et le stockage du glycogène musculaire chez les souris receveuses, soulignant le rôle critique du microbiote intestinal associé à l'exercice dans la modulation des réponses métaboliques de l'hôte (Martin et al., 2025).

Dans ce contexte, cette étude clinique vise à caractériser le métagénome bactérien du microbiote intestinal sur un continuum allant d'individus sédentaires à des athlètes d'élite ayant des besoins énergétiques élevés ou très élevés, et à déterminer si des compositions et des profils fonctionnels spécifiques du microbiote intestinal sont associés à différents niveaux de capacité d'exercice. L'objectif ultime de ce projet est de créer une biobanque de microbiote fécal pour des recherches futures sur la santé intestinale.

Le protocole clinique MICROPEPS est une étude prospective, monocentrique, comparative et à intervention minimale. Aucun médicament, dispositif médical ou produit ne sera testé dans le cadre de ce protocole. L'étude sera menée sur la plateforme Exermove (Laboratoire M2S) pour évaluer la capacité d'exercice et la signature métagénomique du microbiote intestinal chez des hommes actifs, entraînés et hautement entraînés en endurance. Les participants effectueront trois visites en laboratoire :

1. Visite d'inclusion : mesures anthropométriques, questionnaires alimentaires et d'activité physique. Les participants recevront ensuite un kit de collecte fécale pour prélever et envoyer un échantillon de selles dans les sept jours.
2. Deuxième visite : test d'effort incrémental sur vélo pour déterminer le VO₂max.
3. Troisième visite : évaluations métaboliques à jeun, au repos et pendant un exercice sous-maximal.

Les paramètres métaboliques mesurés lors de ces tests (par exemple, VO₂max, puissance aux seuils aérobie et anaérobie, oxydation maximale des glucides et des lipides) seront corrélés avec les données métagénomiques shotgun obtenues à partir des échantillons fécaux.

De plus, l'étude établira une biobanque de microbiote fécal de donneurs stratifiés selon leur capacité d'exercice. En utilisant un modèle murin de transplantation de microbiote fécal combiné à une colite induite par le DSS, l'objectif final est de déterminer comment la capacité d'exercice du donneur et les écosystèmes microbiens intestinaux influencent les réponses inflammatoires et la perméabilité intestinale.