Résumé
La co-existence, la co-évolution, la tolérance, la coopération et la compétition régissent l’utilisation des ressources nutritionnelles entre l’écosystème microbien et les cellules de l’hôte. Le fer est un élément essentiel à tous les organismes vivants, ce qui fait que sa disponibilité peut modifier les interactions au sein du microbiote mais aussi les communications entre l’hôte et son microbiote. Il a été montré que la teneur en fer module la composition et l’activité du microbiote intestinal (1), mais l’impact du microbiote sur le métabolisme du fer est moins décrit. La comparaison d’animaux porteurs de microbiote sans pathogènes (SPF), avec des animaux axéniques (AX) dépourvus de microbiote ou des animaux gnotobiotiques (GNT) porteurs de microbiotes simplifiés a montré que les protéines DMT1 (transporteur apical) et ferritine (protéine intracellulaire de stockage) sont inversement modulées par le microbiote (2). Chez des animaux SPF et GNT en comparaison des animaux GF, la ferritine est augmentée, alors que DMT1 est inhibé (2). L’inhibition de DMT1 causée par certains métabolites bactériens implique la voie de signalisation dépendante de HIF2 (3). L’objectif de ce travail est de mieux comprendre les effets du microbiote sur le métabolisme du fer en cas de privation de fer en comparant une cinétique d’animaux SPF, GNT et AX qui reçoivent un régime contenant du fer ou pauvre en fer. Le numéro d’autorisation de l’étude est n° 20374- 2019060714134169V3. Toutes les souris (femelle C3H/HeN) GF (n=3 par point de cinétique), SPF (n=4 par point de cinétique), GNT (n=2 ou 3) reçoivent le même régime stérilisé par irradiation gamma (45 kGy). Le régime de privation contient < 6mg/kg de fer (U8958 Version 0176) et le régime de référence (U8958P Version 0176) contient + 65 mg/kg de fer (SAFE Nutrition, Augy, France). Après 15, 30, 45 ou 60 jours, les animaux ont été sacrifiés pour déterminer les paramètres sanguins (coefficient de saturation de la transferrine, ferritine, hepcidine, hémoglobine), les quantités de ferritine et de DMT1 dans le duodenum et le foie par western blot. La composition fécale du microbiote (séquençage 16S) et la production caecale d’acides gras à chaîne courte ont été determinés chez les animaux porteurs de microbiote en fonction du régime et du temps. Les differences significatives (p<0.05) sont établies par des tests anova et des T-tests non paramétriques Mann-Whitney en function du nombre de groupe considéré. Avec un régime contenant du fer, les animaux AX ont 10 fois moins de ferritine dans le duodenum en comparaison des SPF. Cela indique que la présence d’un microbiote favorise le stockage de fer par l’organisme quand le fer est disponible dans l’alimentation. En cas de régime pauvre en fer, les AX ayant moins de stocks initiaux, montrent une plus faible résistance, malgré des stocks hépatiques rapidement mobilisés et sur-expression rapide du transporteur apical DMT1. Sous un régime pauvre en fer, nous avons également observe une reduction de la quantité du transporteur DMT1 par l’inoculation d’un microbiote simplifié chez les AX. Ainsi, dans des conditions de privation de fer, l’installation d’un microbiote inhibe le transport du fer. La quantité de fer dans le régime module la composition et la production d’acides gras à chaîne courte en fonction du temps. Le fer de l’alimentation module le microbiote et fait évoluer les relations entre le microbiote et l’hôte d’une coopération en cas d’abondance à une competition en cas de privation.