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Alterations of oral microbiome and metabolic signatures and their interaction in oral lichen planus
Li Yana, Jingyi Xu, Fangzhi Lou, Yunmei Dong, Shiping Lv, Ning Kang, Zhuoyan Luo, Yiyun Liu, Juncai Pu, Xiaogang Zhong, Ping Ji, Peng Xie and Xin Jin. Journal of oral microbiology. 2024. Volume 16. https://doi.org/10.1080/20002297.2024.2422164
Contexte
Le lichen plan buccal (OLP) est une maladie inflammatoire chronique affectant la muqueuse buccale, fréquemment observée chez les femmes âgées de 30 à 60 ans, avec une prévalence allant de 0,49 % à 1,43 % et dont la physiopathologie reste à éclaircir.
La recherche a confirmé le lien entre les modifications du microbiome buccal ou de son métabolisme et de nombreuses maladies immunitaires et inflammatoires, telles que les maladies auto-immunes, les maladies inflammatoires de l’intestin et la polyarthrite rhumatoïde. Une étude antérieure a identifié des différences dans le profil métabolique salivaire chez les personnes atteintes de OLP. Ainsi, des perturbations dans la composition du microbiome buccal pourraient entraîner une dysrégulation du système immunitaire du patient et induire un OLP.
Matériel et méthode
Prélèvements
200 échantillons de salive ont été prélevés sur 95 patients OLP et 105 HC (Contrôles sains) entre février 2021 et août 2022 à l’hôpital de l’université médicale de Chongqing. Tous les patients ont donné leur consentement éclairé et l’étude a été approuvée par un comité d’éthique. Les patients répondant aux critères suivants ont été inclus dans le groupe OLP : (1) âge compris entre 18 et 80 ans. (2) répondre aux critères de diagnostic de l’OLP (3) participer volontairement à cette étude avec un consentement éclairé et faire preuve d’une bonne observance. Les critères d’exclusion comprenaient (1) d’autres troubles de la muqueuse buccale ; (2) des infections systémiques aiguës ; (3) des maladies systémiques (par ex. diabète, maladies cardiovasculaires) (4) des femmes pendant la grossesse et l’allaitement ; (5) des personnes ayant utilisé des antibiotiques ou des glucocorticoïdes au cours des 3 derniers mois. Les critères d’inclusion des contrôles sains étaient les suivants : (1) individus en bonne santé après examen physique, appariés en âge et en sexe avec les cas d’OLP ; (2) pas de troubles bucco-dentaires évidents ni de maladies systémiques. La gravité du lichen plan buccal a été évaluée à l’aide de l’échelle RHU. Chaque participant a fourni 5 ml de salive au repos.
Méthode
Analyse du microbiote dans les prélèvements salivaires : Extraction de l’ADN, séquençage de l’amplicon du gène de l’ARNr 16S (Illumina PE300 platform) et traitement des données
Analyse des métabolites dans les prélèvements salivaires : analyse en métabolomique non ciblée basée sur la chromatographie liquide et spectrométrie de masse en tandem (LC-MS) et prétraitement des données
Résultats
Deux groupes d’analyse ont été constitués, le premier est le groupe découverte (158 échantillons : 74 OLP et 84 HC), le second est le groupe de validation (42 échantillons : 21 OLP et 21 HC)
Différences de bactéries buccales entre les sujets OLP et HC
Le groupe OLP avait une diversité microbienne significativement diminuée (indice de Shannon) par rapport au groupe HC.
Le groupe OLP présentait un enrichissement significatif en Proteobacteria et Campilobacterota, tandis que le groupe HC présentait des abondances plus élevées en Actinobacteriota, Bacteroidota, Patescibacteria et Fusobacteriota. 24 genres ont été identifiés comme significativement associés à l’OLP. Parmi eux, Pesudomonas, Aggregatibacter, Campylobacter et Lautropia étaient significativement augmentés dans le groupe OLP, tandis que Lachnoanaerobaculum, Porphyromonas, Rothia, Cardiobacterium, et Prevotella étaient principalement liés aux individus sains.
Concernant les voies métaboliques, 126 ont été observées comme ayant des activités plus élevées dans le groupe OLP, telles que le système à deux composants, les transporteurs ABC, la biosynthèse des lipopolysaccharides, le système de sécrétion bactérienne et la formation de biofilms. Ces résultats suggèrent qu’en modulant les voies liées à la compétition pour les nutriments, à la survie intracellulaire et à la réplication, les bactéries peuvent jouer un rôle important dans la pathogenèse de l’OLP.
Altérations des métabolites oraux chez les patients OLP
Par rapport au groupe HC, 153 métabolites ont montré des différences significatives dans le groupe OLP, 38 étant régulés à la hausse et 115 à la baisse. Ces métabolites sont principalement des lipides et des molécules apparentées aux lipides, ainsi que des acides organiques et des dérivés. L’analyse de l’enrichissement des voies métaboliques indiquait des perturbations significatives dans plusieurs voies dans le groupe OLP par rapport au groupe HC, y compris le métabolisme des lipides, le métabolisme des nucléotides, le système endocrinien, le transport et le catabolisme, et les voies des maladies infectieuses.
Associations des profils métaboliques salivaires avec le microbiote
De fortes associations négatives ont été trouvées entre Pseudomonas et le (±)10-HDoHE (nutriment anti-inflammatoire). La surabondance de Pseudomonas était négativement corrélée à la 15-désoxy-delta-12,14-PGD2 et à la PGA1, dont les effets protecteurs contre l’inflammation ont été démontrés
Associations des profils métaboliques salivaires et du microbiote avec l’échelle RHU
Chaque type de lésions (réticulée, érythème et érosion/ulcération) présentait des corrélations spécifiques et différentes avec les métabolites salivaires et le microbiote.
Biomarqueurs combinatoires permettant de distinguer l’OLP de l’HC
Deux genres (Pseudomonas et Rhodococcus) et un métabolite (±)10-HDoHE ont été identifiés pour discriminer les échantillons de patients OLP via des algorithmes d’apprentissage automatique. Un modèle mathématique a été construit pour discriminer l’OLP de l’HC grâce à ces 3 biomarqueurs et il présentait une grande capacité de discrimination entre HC et OLP.
Discussion
Cette étude a mis en évidence des biomarqueurs potentiels pour le diagnostic et le traitement de l’OLP. Le microbiote contribue au processus inflammatoire de l’OLP en modulant le métabolisme des lipides et de la pyrimidine de l’hôte.
La dysbiose du microbiote salivaire de l’OLP a été définie par une augmentation des abondances relatives de Pseudomonas, Aggregatibacter, Campylobacter et Lautropia. Pseudomonas est associé à l’inflammation et aux infections systémiques, il produit de la pyocyanine, un composé redox-actif qui provoque des dommages cellulaires et une suppression immunitaire. Aggregatibacter, dans la parodontite, participe à la réponse inflammatoire en induisant la production de cytokines pro-inflammatoire par les macrophages. Enfin, certaines espèces de Campylobacter (bactérie pro-inflammatoire) ont été associées à l’inflammation intestinale chronique, à l’arthrite réactive et à l’inflammation systémique.
L’analyse des voies métaboliques a révélé une baisse de la réponse anti-inflammatoire dans le groupe OLP. Les acides gras à chaîne courte ayant des propriétés anti-inflammatoires, leur production réduite chez les personnes souffrant d’OLP suggère une réduction des réponses anti-inflammatoires. Des altérations du métabolisme des glycérophospholipides, cruciales pour les réponses immunitaires systémiques et les conditions inflammatoires légères, ont été montrées dans le groupe OLP. Enfin, les métabolites pyrimidiques, notamment la pseudouridine, la thymine et la thymidine, étaient nettement réduites chez les patients atteints d’OLP. La thymine et la thymidine jouent un rôle essentiel dans la synthèse de l’ADN. Une réduction de la thymidine peut entraîner un déséquilibre des nucléotides, causant des dommages à l’ADN et conduisant à l’apoptose, un aspect important de la pathologie de l’OLP.
Cette étude présente plusieurs limites. C’est une étude monocentrique, des facteurs n’ont pas été pris en compte comme le tabagisme, la statut carieux ou parodontal et l’origine des métabolites (hôte ou bactéries) n’était pas connue.
Cette étude fait le lien entre microbiote oral, inflammation et lichen plan. Ces résultats seront à confirmer par d’autres travaux.