Analyse d'articles

Cross Talk between Apical Periodontitis and Metabolic Disorders: Experimental Evidence on the Role of Intestinal Adipokines and Akkermansia Municiphila

 

Tavares C, Rost F, Silva R, Dagnino AP, Adami B, Schirmer H, de Figueiredo JA, Arigony Souto A, Maito F, Campos M.

J Endod. 2019 Fev;45(2):174-180

 

Introduction:

Infection et dysbiose présentent une relation étroite avec les maladies métaboliques, bien que l’influence de la parodontite apicale (PA) nécessite dans ce contexte d’être approfondie. Cette étude évalue l’influence de la PA dans un modèle de rat atteints d’un syndrome métabolique induit par une supplémentation de 10% de fructose.

Méthode:

Des rats Wistar mâles ont été utilisés. Les animaux qui ont reçu un régime riche en fructose (RRF, n=30) ou de l’eau filtrée (contrôle, n=30) ont été divisés selon les groupes suivants : (1) sans induction de PA (pas de PA, n=10 pour les deux sous-groupes), (2) avec induction de PA deux semaines avant euthanasie (PA 14 jours, n=10 pour les deux sous-groupes), et (3) avec induction de PA 4 semaines avant euthanasie (PA 28 jours, n=10 pour chacun des sous-groupes).

Résultats:

Un RRF induit un syndrome métabolique, comme indiqué par le surpoids et l’hyperglycémie induits, outre la polydipsie sans prendre en compte l’induction de PA. Les concentrations intestinale et sérique du facteur de nécrose tumoral (TNF), de l’interleukine 1 beta (IL1b), et de l’interleukine 6 (IL6) étaient indétectables quel que soit le groupe considéré. Les concentrations sériques de leptine et d’adiponectine ont été significativement augmentées dans les groupes PA 28 jours quel que soit le régime alimentaire associé. Une augmentation significative des concentrations hépatiques de glutathion a été observée chez les animaux soumis au RRF et PA 14 jours. L’induction de PA (14 ou 28 jours) a conduit à une inflammation du tissu pulpaire et du tissu périradiculaire sans influence du RRF. Le RRF ou la PA conduisent à une dysbiose, comme indiqué par une réduction significative de l’expression fécale de A. municiphila.

Conclusions:

les auteurs ont fourni une nouvelle preuve indiquant que la PA peut avoir des impacts systémiques sur les troubles métaboliques, certainement en modulant le métabolisme intestinal et le microbiote.

Commentaires :

Durant les 10 à 15 dernières années, la compréhension de la nature et de la fonction de la flore intestinale s’est accrue de façon exponentielle. L’influence de cette flore sur l’organisme se révèle être comparable à celle d’un nouvel organe et ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour la prise en charge des maladies inflammatoires intestinales et des troubles métaboliques (Marchesi et col. 2016). Diverses études ont démontré un lien entre obésité, altération de la flore intestinale et susceptibilité augmentée pour les troubles métaboliques. L’enjeu est de taille lorsque l’on sait que l’obésité, fléau de notre société moderne sédentaire, représente un problème majeur de santé publique. A l’échelle mondiale, on compte désormais plus de 600 millions d’individus en état d’obésité et environ 2 milliards d’individus en surpoids et souffrant des troubles métaboliques associés à cette surcharge pondérale (diabète, HTA) (OMS, 2016). En effet, un régime alimentaire inadapté peut modifier et déséquilibrer le microbiote (dysbiose) et induire une réaction inflammatoire à bas bruit. La barrière épithéliale intestinale devient perméable aux toxines bactériennes qui rejoignent dès lors la circulation sanguine et entrainent une endotoxémie maintenant l’organisme dans un état inflammatoire chronique (Cani et col 2017, Wen et Duffy 2017). Il n’était dès lors qu’une question de temps avant que des équipes scientifiques se penchent sur les possibles interactions entre microbiote et endodonte pour cette catégorie de patients. La présente étude évalue l’influence de la PA sur l’inflammation, le stress oxydatif et la dysbiose liée au syndrome métabolique tout comme l’influence du syndrome métabolique sur le développement de la PA.

Les auteurs ont eu recours au protocole suivant :

60 rats de race Wistar âgés de 8 semaines et placés dans un environnement contrôlé, ont été utilisés pour la présente étude. Le poids des rats était comparable en début d’expérience. Ils ont reçu un régime alimentaire standard avec un accès libre à l’eau ou à une solution de 10% de fructose en fonction du groupe expérimental considéré.

Induction du syndrome métabolique et des groupes expérimentaux :

Les rats ont reçu une eau suppléée de 10% de fructose pendant 8 semaines. Le groupe contrôle a eu accès à une eau filtrée seulement. Les rats et les rations ont été pesés trois fois par semaine. L’eau a été réapprovisionnée chaque jour et le volume quotidien consommé (mL) calculé. Le taux de glucose a été mesuré en fin d’expérimentation au moyen d’un glucomètre digital. Les animaux soumis à un RRF (n=30) ou un régime alimentaire standard (n=30) ont été subdivisés en plusieurs groupes expérimentaux :
1.    Pas de PA induite (n=10 pour le RRF et n=10 pour le groupe contrôle)
2.    PA induite 14 jours avant euthanasie, PA 14 jours (n=10 pour chaque groupe)
3.    PA induite 4 semaines avant euthanasie, PA 28 jours (n=10 pour chaque groupe)

Modèle de PA chez le rat :
Les animaux ont été anesthésiés. La pulpe de la première molaire mandibulaire gauche a été chirurgicalement exposée avec une fraise boule acier à vitesse élevée et sous irrigation abondante. Les pulpes ont été laissées exposées à l’environnement oral pendant 14 ou 28 jours selon le groupe expérimental auquel appartient l’animal afin de permettre le développement d’une PA.

Évaluation des cytokines (CK) et des adipokines :
Les animaux ont été sacrifiés 8 semaines après initiation de l’expérimentation. Le sérum et environ 3 cm de côlon ont été prélevés afin d’évaluer les concentrations de TNF, IL1b, IL6, de leptine et d’adiponectine. Les échantillons ont été conservés à -80°C jusqu’à leur utilisation. Les CKs et adipokines ont ensuite été analysées et quantifiées par une technique immuno-enzymatique en sandwich (ELISA) selon les indications du fabricant du kit utilisé.

Détermination du stress oxydatif :

Après euthanasie, les foies et cœurs des rongeurs ont été immédiatement recueillis pour évaluer l’activité de la catalase et du glutathion, 2 indicateurs classiques du stress oxydatif des tissus.

Analyse histopathologique :
Afin de confirmer le développement d’une inflammation pulpaire, les mandibules ont été prélevées et des coupes histologiques réalisées pour chacune des dents. Ont été inclus sur les coupes : la dentine radiculaire, le foramen apical et les tissus péri-apicaux. L’intensité de l’infiltrat inflammatoire a été classée selon les scores suivants :
0 = absent
1 = discret
2 = modéré
3 = sévère
Un pathologiste expérimenté ainsi qu’un endodontiste présentant des compétences avancées en histologie ont évalués les coupes en aveugle.

Evaluation fécale de A. Municiphila :
Le jour précédent l’euthanasie, environ 4 g de selles ont été collectés chez chacun des rats. L’ADN cellulaire a été extrait selon un protocole précis et quantifié par le recours à une PCR quantitative.

Analyse statistique :
Les données ont été soumises au test paramétrique de Bartlett afin de déterminer si les variances des différents sous-groupes étaient comparables. Les données ont ensuite été soumises à l’analyse de variance ANOVA à deux facteurs suivi par le test de Bonferroni et ainsi comparer les moyennes des sous-groupes.

Résultats :
Altérations métaboliques générales : les groupes soumis au RRF ont vu leur masse corporelle accroitre quel qu’ait été le statut apical considéré. L’augmentation de masse corporelle était significative après 40 jours après le début de l’expérimentation en comparaison avec les groupes eau filtrée avec ou sans PA. Un RRF induit une hyperglycémie chez tous les animaux soumis à ce régime, confirmant la présence d’un diabète de type 2. Ceci est renforcé par l’observation d’une consommation d’eau accrue pour les groupes RRF.

Concentration sérique et intestinale des CKs et Adipokines : les CKs proinflammatoires TNF, IL1b, IL6 n’ont pu être détectées dans le sérum ou le côlon d’aucun des groupes. Par contre, on note une augmentation significative du taux sérique de leptine dans le groupe RRF sans PA.  De plus on note un taux intestinal de leptine significativement plus important dans le groupe PA 28 jours quel que soit le régime alimentaire associé. Le taux d’adiponectine a été significativement augmenté dans le sérum du groupe RRF sans PA. Aucune variation du taux intestinal de cette adipokine dans les autres groupes n’a pu être observé.

Stress oxydatif : seul le taux hépatique de glutathion a été significativement augmenté pour les animaux du groupe RRF PA 14jours.

Parodontite Apicale : Les groupes contrôles (sans exposition pulpaire) ne présentent ni de pathologie pulpaire ni de pathologie péri-apicale. Le régime alimentaire ne semble pas avoir d’influence sur la santé de l’endodonte et des tissus périapicaux. Les dents du groupe PA 28 jours présentent toutes une nécrose pulpaire radiculaire.

Expression fécale de A.muciniphila : cette expression se trouve réduite dans les groupes expérimentaux RRF avec ou sans PA en comparaison avec le groupe contrôle.  Cette diminution est significative pour les animaux ayant reçu 10% fructose et avec exposition pulpaire à 14 et 28 jours. Les groupes avec une exposition pulpaire à 14 et 28 jours et sans RRF ont démontré également une réduction significative de l’expression de A. muciniphila.

Critiques :

–      Cette étude est intéressante car elle traite d’un sujet d’actualité : le rôle du microbiote intestinal suscite actuellement un grand intérêt scientifique et populaire. Les auteurs extrapolent cette thématique à l’endodontie afin d’y évaluer les interactions du microbiote et certains marqueurs biologiques avec le développement de la PA.
–      Le protocole expérimental de cette étude est bien mené pour plusieurs points :
o  Respect des règles de bonne pratique ARRIVE (Animal Research : Reporting of In Vivo Experiments) pour les expérimentations in vivo.
o  Induction de la PA sur une seule dent par rongeur afin de limiter l’élévation de CKs sériques et d’altérer en conséquence l’analyse des résultats.
o  Utilisation d’un protocole d’induction d’un syndrome métabolique au fructose éprouvé par plusieurs études préalables.
o  Le sucre suppléé dans cette étude est du fructose et non du glucose. L’élévation dramatique du taux d’obésité est liée à l’apparition et à la large diffusion du sirop de maïs (teneur élevée en fructose) dans les années 70 par l’industrie agro-alimentaire. Le fructose bien qu’isocalorique n’est pas isométabolique. Ce monosaccharide, à la différence du glucose, est métabolisé par le foie et induit plus rapidement la résistance à l’insuline ce qui est plus adapté par rapport à la durée de l’expérimentation.
o  Evaluation de deux adipokines : la leptine et l’adiponectine. Les adipokines sont des CKs synthétisées par le tissu adipeux. La leptine se voit augmentée chez les personnes atteintes d’obésité et présente des propriété pro-inflammatoires. A contrario, l’adiponectine présente un rôle anti-inflammatoire et régule la sensibilité à l’insuline. On observe une élévation de la concentration sérique de ces deux CKs chez les rongeurs RRF. L’élévation du taux d’adopinectine peut s’expliquer par une tentative de compensation de la leptinemie.
o  Quantification de la bactérie A. muciniphila. La présence de cette espèce est inversement corrélée à la masse corporelle et à la présence de maladies métaboliques (diabète de type 2) et à une inflammation chronique (Cani  et col. 2017). Il semblerait que cette espèce bactérienne joue un rôle primordial dans la relation de mutualisme qui existe entre la flore intestinale et l’hôte (dans le cadre de l’obésité et du diabète de type 2) via le contrôle de la fonction de la barrière épithéliale et de certaines fonctions physiologiques et homéostasiques.
o  Il s’agit de la première étude démontrant que la PA altère les taux intestinaux de leptine. En effet, on note une augmentation de la leptine intestinale chez le groupe PA 28jours. De même, cette équipe de recherche est la première à démontrer l’influence de la PA sur l’expression de A muciniphila.

–      A regretter tout de même quelques biais potentiels :

o  Le pathologiste et l’endodontiste évaluant les coupes histologiques n’ont pas été calibrés au préalable.
o  Le microbiote de l’intestin grêle et celui du côlon diffèrent (abondance, espèces bactériennes). On peut donc questionner la pertinence du côlon comme échantillon pour la quantification des marqueurs inflammatoires. Des résultats différents seraient peut-être apparus sur un échantillon d’intestin grêle. De même la quantification de A. muciniphila dans les selles des rongeurs bien que pratique n’est pas idéale. Ce prélèvement peut occasionner quelques biais (proportion différente sur des portions intestinales et contamination de l’échantillon envisageable).
o  Les auteurs expliquent avoir induit un trouble métabolique sur du long terme. Il est vrai qu’un rongeur ne vit que quelques années, mais les 54 jours de l’expérience semblent peu pour que l’étude puisse être décrite en ces termes.
o  Bien que l’on ne puisse pas reprocher aux auteurs d’avoir limiter la durée de l’expérimentation et l’intensité de l’exposition au fructose afin de limiter la souffrance animale, on peut déplorer que l’échantillon nécessaire n’ait pas été déterminé par voie statistique.
o  Utiliser le rat comme modèle est certes pratique mais reste éloigné d’un modèle humain.
o  Le choix de l’espèce bactérienne recherché est intéressant puisque A . muciniphila est la bactérie prépondérante de la couche de mucus intestinal mais elle représente seulement 3 à 5% du microbiote intestinal total chez les sujets sains. D’autres espèces, plus prépondérantes (Firmicutes, Bacteroidètes, Actinobacteries, Proteobacteries) auraient pu être étudiées.  De même on retrouve associé à la flore intestinale des virus ainsi que des champignons, non investigués ici.
o  Cani et col ont démontré que la prise de prébiotiques restaure le taux de de A. municiphila et améliore les troubles métaboliques telles que la prise de masse graisseuse, l’endotoxémie, l’inflammation du tissu adipeux, et la résistance à l’insuline. On aurait pu imaginer l’étude de trois groupes de rongeurs recevant des prébiotiques afin d’étudier leurs effets sur la PA.
o  La question d’association ou de causalité reste le cœur du problème lié à la possible implication systémique de la PA et il est encore difficile de statuer à ce sujet quant aux résultats de cette étude

L’article analysé ce mois-ci explore ce que Segura Egea nomme « la médecine endodontique », à savoir les potentielles répercussions/intéractions systémiques des pathologies de l’endodonte. Plusieurs études ont mis en lumière une association entre certaines variables endodontiques et des maladies systémiques telles que le diabète, les maladies cardiovasculaires, le tabagisme, l’ostéoporose, les coagulopathies congénitales, insuffisance pondérale néonatale, la forme physique. Depuis quelques années, nous assistons à une véritable effervescence concernant les implications de notre troisième cerveau à savoir le microbiote intestinal sur certaines pathologies inflammatoires. Il était donc grand temps de voir arriver des études investiguant le lien entre microbiote et endodonte. La présente étude met en lumière les potentielles répercussions systémiques de la PA (induction d’une dysbiose). Néanmoins les données des études restent insuffisantes pour déterminer si ces paramètres sont liés par un lien de causalité ou s’ils présentent seulement des facteurs de risque commun.

Dysbiose : désigne le déséquilibre de l’écosystème bactérien (microbiote) présent dans et sur le corps d’un organisme, notamment du corps humain, et plus particulièrement le microbiote intestinal humain. Par exemple, un changement en termes de types et nombre de bactéries dans la flore intestinale peut induire le développement de différentes maladies comme les maladies inflammatoires des intestins (Marchesi 2016).