Grosses molécules issues de fibres alimentaires, appelés polymères, peut physiquement influencer l'environnement dans l'intestin grêle en provoquant le regroupement (ou l'agrégation) de particules solides, selon une étude publiée dans eLife .

L'étude, réalisée chez la souris, fournit de nouvelles informations sur la façon dont divers types de particules solides trouvées dans l'intestin grêle, y compris les microbes, débris cellulaires, particules pour l'administration de médicaments, et les granules alimentaires—se déplacent ensemble dans l'intestin. Ceci est important car la taille et la composition de ces agrégats pourraient potentiellement affecter l'environnement intestinal, y compris comment les nutriments et les particules de médicament sont absorbés pendant la digestion.

"Lorsque des particules dans l'intestin s'agrègent, cela peut avoir un impact sur l'absorption de médicaments et de nutriments, ainsi que la fonction des micro-organismes dans l'intestin. Mais on comprend peu de choses sur la façon dont ces agrégats se forment, " dit le premier auteur Asher Preska Steinberg, un étudiant diplômé en chimie au California Institute of Technology, Pasadéna, NOUS.

Une diversité de polymères existe naturellement dans l'intestin; ils comprennent les sécrétions (telles que les mucines et les immunoglobulines) et les polymères alimentaires, y compris les fibres alimentaires. Il est bien connu que les polymères sécrétés par l'hôte peuvent provoquer l'agrégation de microbes par liaison chimique. Cependant, ce nouveau travail montre que les polymères issus de fibres alimentaires peuvent également provoquer une agrégation par le biais d'interactions physiques qui dépendent des propriétés physiques des polymères, tels que leur poids moléculaire et leur concentration, au lieu d'interactions chimiques.

"Nous pensons souvent aux fibres alimentaires dans le contexte de la nutrition et de l'alimentation de nos microbes intestinaux, mais comme tous les polymères, ils sont également régis par les lois de la physique des polymères. Nous voulions étudier si les forces physiques induites par ces polymères jouent un rôle dans la structuration des particules dans l'intestin grêle, ", explique Preska Steinberg.

Pour faire ça, l'équipe a d'abord étudié les interactions entre des particules de polystyrène densément enrobées de polyéthylène glycol (PEG), et le contenu de l'intestin grêle de la souris. Le revêtement PEG a déjà été utilisé pour minimiser les interactions chimiques entre les particules et les biopolymères, permettant à l'équipe de se concentrer sur le rôle des interactions physiques. Ils ont d'abord découvert que les particules recouvertes de PEG, qui sont couramment utilisés dans l'administration de médicaments, se regroupent sous forme d'agrégats dans le liquide de l'intestin grêle.

L'analyse du fluide a révélé plus tard que les polymères contribuent en effet à l'agrégation des particules enrobées de PEG, et que le degré d'agrégation dépend de la concentration et du poids moléculaire des polymères.

L'équipe a ensuite effectué des tests avec des immunoglobulines et une mucine, appelé MUC2, sur des particules enrobées de PEG. Ils ont découvert que bien que MUC2 puisse jouer un rôle dans l'agrégation des particules recouvertes de PEG, il n'était pas nécessaire que l'agrégation se produise.

"Au lieu, nos résultats suggèrent que l'agrégation peut être contrôlée en utilisant des polymères provenant de fibres que les souris mangeaient, " dit l'auteur principal Rustem Ismagilov, Ethel Wilson Bowles et Robert Bowles professeur de chimie et de génie chimique au California Institute of Technology. "Quoi de plus, cette agrégation est accordable. En nourrissant les souris avec des fibres alimentaires de poids moléculaires différents, nous avons découvert que nous étions en mesure de contrôler l'agrégation dans leur liquide intestinal."

"Ce rôle auparavant sous-estimé des polymères de fibres alimentaires peut également se produire dans l'agrégation d'autres particules dans l'intestin, et il sera important pour nous d'approfondir cette question, " conclut Ismagilov.