Le microbiome intestinal, facteur prédictif du rejet du rein ?
Une étude établit un lien entre les changements microbiens dans le microbiome intestinal et le rejet de greffe et le dysfonctionnement du greffon
Le rein est l'organe le plus transplanté en Allemagne. Selon la Fondation allemande pour la transplantation d'organes, 1 514 reins ont été transplantés après un don d'organe post-mortem en 2023, sur un total de 2 986 organes transplantés. Pour les patients souffrant d'insuffisance rénale avancée, la transplantation rénale reste la meilleure option thérapeutique. La demande est donc élevée : en 2023, 6 513 patients étaient inscrits sur la liste d'attente pour une greffe de rein. Le rejet de la greffe constitue un risque sérieux pour les patients qui ont déjà reçu une greffe. Il s'agit d'une réaction de défense de l'organisme contre le tissu étranger, qui peut entraîner une perte totale de la fonction de l'organe en cas d'urgence. Les raisons pour lesquelles les greffes sont parfois rejetées et parfois non dépendent en grande partie des mécanismes immunitaires. Les causes sont complexes et souvent mal comprises. Pour répondre à cette question, des chercheurs de la Charité - Universitätsmedizin Berlin, du Centre Max Delbrück de médecine moléculaire et du Centre allemand de recherche sur les infections (DZIF) ont analysé les changements dans la composition et la fonction du microbiome intestinal de patients ayant subi une transplantation rénale et inclus dans la cohorte de transplantation du DZIF. Ils ont découvert une signature altérée dans le microbiome intestinal qui précède le rejet de la greffe. Cette étude, publiée dans l'American Journal of Transplantation, offre un point de départ possible pour reconnaître le risque de rejet à un stade précoce.
Notre intestin abrite d'innombrables micro-organismes qui jouent un rôle important dans le fonctionnement de notre système immunitaire. C'est ce qu'on appelle le microbiome. La majorité d'entre eux, plus de 90 %, sont des bactéries. Ces bactéries et les substances qu'elles produisent communiquent avec notre organisme, en particulier avec les cellules qui nous protègent contre les maladies. Elles contribuent donc à contrôler et à renforcer notre système immunitaire, ce qui est important pour les personnes en bonne santé comme pour les malades. Chez les patients souffrant d'une maladie rénale chronique, la composition du microbiome intestinal est gravement altérée, ce qui entraîne une diminution des concentrations d'acides gras à chaîne courte (AGCC) anti-inflammatoires et une augmentation des concentrations de métabolites pro-inflammatoires provenant du microbiome.
Dans leur étude, les chercheurs dirigés par les premiers auteurs Johannes Holle et Rosa Reitmeir du groupe de recherche de Nicola Wilck au Centre de recherche expérimentale et clinique, une institution conjointe de la Charité et du Centre Max Delbrück à Berlin, ont analysé les changements dans la composition et la fonction du microbiome intestinal des patients après une transplantation rénale. Ils ont constaté des changements dans le microbiome intestinal qui étaient déjà détectables avant la réaction de rejet de la greffe. Tous les patients analysés dans cette étude faisaient partie de l'étude de cohorte prospective du DZIF, qui a été menée dans cinq centres de transplantation allemands dans les hôpitaux universitaires de Heidelberg, Hanovre, Tübingen et à Munich à l'Université technique et à l'Université Ludwig-Maximilians. Ensemble, ces centres couvrent plus de 20 % des transplantations d'organes en Allemagne et fournissent une image représentative de l'évolution après une transplantation rénale.
Dans la plupart des cas, le microbiome se rétablit rapidement
L'analyse d'un total de 562 échantillons de selles, regroupés par donneurs de rein sains, patients avant la transplantation rénale, 0-3 mois après la transplantation rénale, 3-12 mois, 12-24 mois et plus de 24 mois après la transplantation rénale, montre une régénération dynamique du microbiome au fil du temps après la transplantation rénale, le microbiome revenant à son état naturel et sain au fil du temps.
"Comme nous avons observé ce changement dynamique, nous avons voulu comprendre si et comment le rejet de la greffe influençait ce processus", explique Johannes Holle. "Et inversement, comment les modifications du microbiome peuvent affecter l'immunité et le rejet des greffes", ajoute Rosa Reitmeir. Les chercheurs ont constaté que les patients ayant subi un rejet de greffe présentaient une composition altérée du microbiome intestinal avant même la réaction de rejet cliniquement visible et prouvée par biopsie.
Avant le rejet, la diversité des espèces dans les selles diminuait
Il est à noter que chez les patients ayant présenté une réaction de rejet, les bactéries typiquement présentes chez les patients souffrant d'insuffisance rénale avancée, telles que Fusobacterium et les genres associés à la maladie tels que Streptococcus, ont de nouveau augmenté. Ce n'était pas le cas dans l'autre groupe étudié, le "groupe sans rejet". Dans l'ensemble, les analyses ont montré que le potentiel de production d'acides gras à chaîne courte dans les selles est réduit avant le rejet d'un rein. Ceci est indiqué par la fréquence réduite des enzymes bactériennes à partir desquelles les acides gras à chaîne courte sont produits avant le rejet.
La régénération dynamique du microbiome observée précédemment après une transplantation rénale peut être considérablement perturbée en cas de rejet de la greffe : avant le rejet, de profonds changements se produisent dans la composition du microbiome, caractérisés par une diversité réduite et un faible nombre de populations bactériennes productrices d'acides gras à chaîne courte. "Nos résultats suggèrent que le microbiome joue un rôle important dans la façon dont le système immunitaire réagit après une greffe de rein. Cette observation peut aider à identifier le risque de rejet de la greffe à un stade précoce ou peut-être l'influencer de manière thérapeutique", résument Holle et Reitmeir.
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Publication originale
Johannes Holle, Rosa Reitmeir, Felix Behrens, Dharmesh Singh, Daniela Schindler, Olena Potapenko, Victoria McParland, Harithaa Anandakumar, Nele Kanzelmeyer, Claudia Sommerer, Steffen Hartleif, Joachim Andrassy, Uwe Heemann, Michael Neuenhahn, Sofia K. Forslund-Startceva, Markus Gerhard, Jun Oh, Nicola Wilck, Ulrike Löber, Hendrik Bartolomaeus; "Gut microbiome alterations precede graft rejection in kidney transplantation patients"; American Journal of Transplantation
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