Une étude explore le rôle de l'intestin Piezo1 dans la détection de l'ARN bactérien

Dans une nouvelle étude publiée dans Cellule , "La détection de l'ARN par l'intestin Piezo1 est essentielle pour la synthèse systémique de la sérotonine", une équipe de recherche dirigée par Kenta Maruyama M.D., doctorat de l'Institut national des sciences physiologiques (NIPS) a exploré le rôle de Piezo1, un récepteur mécano-senseur, dans la détection de l'ARN bactérien. Ils ont découvert que Piezo1 intestinal stimulé par l'ARN bactérien était essentiel à la production de sérotonine, une hormone importante qui régule l'homéostasie intestinale et osseuse.

La sérotonine est essentielle au fonctionnement normal du système nerveux central et périphérique pour contrôler les émotions, péristaltisme et tension artérielle. Les deux origines de production de la sérotonine sont les neurones du cerveau et les cellules entérochromaffines intestinales. Notamment, la sérotonine ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique et 90 % de la sérotonine totale du corps est sécrétée par les cellules entérochromaffines, faisant de l'intestin la principale source de sérotonine périphérique. La plus grande partie de la sérotonine d'origine intestinale est absorbée par les plaquettes qui la libèrent après diverses stimulations. Ceci conduit alors à l'activation de plusieurs phénomènes biologiques, tels que le péristaltisme intestinal et l'inflammation intestinale. De façon intéressante, il a été rapporté qu'une petite fraction de la sérotonine d'origine intestinale agit comme une hormone. Par exemple, la fonction des ostéoblastes formant les os est inhibée par la sérotonine. Notamment, délétion intestinale spécifique de la tryptophane hydroxylase-1 (Tph-1), une synthase qui génère de la sérotonine à partir du tryptophane, conduit au phénotype de masse osseuse élevée. Malgré les fonctions pléiotropes de la sérotonine d'origine intestinale dans divers phénomènes biologiques, les mécanismes moléculaires contrôlant la production de sérotonine restent largement inexplorés.

La sensation des forces mécaniques dans l'intestin est essentielle pour un péristaltisme normal, mais leurs mécanismes moléculaires sont insaisissables. Le canal cationique Piezo1 mécanosensible a été récemment identifié, qui est exprimé dans divers tissus et est critique pour la mécano-transduction dans le développement vasculaire, contrôle du volume des globules rouges et homéostasie de la pression artérielle. Malgré l'importance de Piezo1 dans la mécano-sensation, sa fonction dans l'intestin reste à explorer.

Dans cette étude, L'équipe de recherche du NIPS a démontré que l'ARN simple brin dérivé du microbiome (ARNss) induit la production de sérotonine à partir des cellules entérochromaffines intestinales via Piezo1 en l'absence de force mécanique. La délétion spécifique de l'épithélium intestinal de Piezo1 provoque une altération du péristaltisme intestinal, manifestations bénignes de colite expérimentale, et augmente la masse osseuse accompagnée de faibles niveaux de sérotonine sérique.

Les chercheurs ont en outre découvert que les extraits fécaux de souris contiennent de grandes quantités d'ARN et que l'ARN fécal purifié active Piezo1. Étonnamment, RNase A, une enzyme de dégradation de l'ARNsb, abolit l'activité de ligand de l'ARN fécal et supprime avec succès le niveau de sérotonine sérique et augmente la masse osseuse par perfusion dans le côlon. Ces résultats indiquent que le ciblage de l'ARNsb intestinal peut être une bonne stratégie pour moduler la physiopathologie associée à la sérotonine d'origine intestinale.

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