L'extrait de ZeLan a amélioré les phénotypes endocriniens et métaboliques chez les rats présentant un SOPK induit par la DHEA. L'analyse intégrée du séquençage de l'ARNr 16S et du métabolome sérique a révélé une restauration partielle de la diversité microbienne alpha intestinale, des modifications de la composition microbienne et des changements de métabolites impliquant des hormones stéroïdiennes, des acides biliaires et des acides gras à chaîne courte.
Article de recherche
Lycopus lucidus Extrait améliore le syndrome des ovaires polykystiques expérimental par le remodelage du microbiote intestinal et du métabolome
Dans cet article
Résumé
Résumé
Cette étude a examiné les effets thérapeutiques de l'extrait de ZeLan sur le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) et a évalué son association avec la remodélisation du microbiote intestinal et du métabolome. Vingt-quatre rats femelles Sprague-Dawley ont été répartis aléatoirement en trois groupes : contrôle, modèle de SOPK induit par la déhydroépiandrostérone (DHEA) et traitement par ZeLan (n = 8 par groupe). Après 28 jours d'intervention, les taux hormonaux sériques ont été mesurés par ELISA ; la composition du microbiote intestinal a été analysée par séquençage du gène ARNr 16S, et les profils métaboliques sériques ont été caractérisés par UHPLC-Q-TOF-MS. Une analyse de corrélation de Spearman avec correction pour tests multiples a été effectuée afin d'explorer les associations entre microbiote et métabolome. ZeLan a significativement amélioré les phénotypes associés au SOPK, réduisant le poids corporel, le taux de testostérone (0,92 contre 1,85 ng/mL, P < 0,05), le ratio LH/FSH et les niveaux d'insuline par rapport au groupe modèle. Le séquençage a montré que ZeLan restaurait partiellement la diversité microbienne alpha (indice de Shannon : 5,79 contre 4,19) et diminuait le ratio Firmicutes sur Bacteroidetes. ZeLan était associé à un enrichissement en Lactobacillus et Ruminococcus, ainsi qu'à une abondance réduite de Bacteroides, Prevotella et Escherichia. L'analyse métabolomique a identifié 52 caractéristiques métaboliques modifiées, avec des changements clés concernant les hormones stéroïdiennes, les acides biliaires tels que l'acide lithocholique, et les acides gras à chaîne courte tels que l'acide butyrique. Ces résultats suggèrent que ZeLan atténue les troubles endocriniens et métaboliques liés au SOPK et qu'il est associé à une remodélisation des profils microbiens intestinaux et métaboliques sériques.
Introduction
Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) représente l'un des troubles endocriniens les plus fréquents affectant les femmes en âge de procréer, avec une prévalence mondiale estimée entre 6 % et 20 %, selon les critères diagnostiques utilisés1. Ce trouble métabolique et reproducteur complexe se caractérise par un ensemble de manifestations cliniques, notamment l'hyperandrogénie, un dysfonctionnement ovulatoire et une morphologie ovarienne polykystique, qui contribuent ensemble à des conséquences reproductrices, métaboliques et psychologiques importantes2. Au-delà de son impact immédiat sur la fertilité, le SOPK est de plus en plus reconnu comme une affection systémique associée à des complications à long terme pour la santé, telles que le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et le carcinome de l'endomètre, imposant ainsi des fardeaux considérables tant pour les patientes que pour les systèmes de santé à travers le monde3. La physiopathologie du SOPK n'est pas encore entièrement élucidée, bien qu'il soit généralement admis qu'elle implique des interactions complexes entre une prédisposition génétique, des facteurs environnementaux et des déterminants liés au mode de vie, qui aboutissent aux perturbations hormonales et métaboliques caractéristiques observées chez les personnes touchées4.
Les approches thérapeutiques actuelles du SOPK se concentrent principalement sur la prise en charge symptomatique par des interventions pharmacologiques, notamment l'utilisation de contraceptifs oraux pour la régulation du cycle menstruel, de la métformine pour la sensibilisation à l'insuline et d'anti-androgènes pour le contrôle de la hirsutisme5. Toutefois, ces traitements conventionnels offrent souvent un soulagement incomplet des symptômes et sont fréquemment associés à des effets indésirables qui limitent leur applicabilité à long terme, en particulier chez les femmes souhaitant avoir des enfants6. Par conséquent, l'intérêt croissant s'oriente vers l'exploration de médecines complémentaires et alternatives, notamment la médecine traditionnelle chinoise (MTC), qui dispose de plusieurs siècles d'expérience empirique dans le traitement des troubles gynécologiques grâce à des mécanismes régulateurs globaux7. Parmi les nombreuses plantes médicinales étudiées pour la prise en charge du SOPK, Lycopus lucidus Turcz. (connue couramment sous le nom de ZeLan en médecine chinoise) a suscité un intérêt considérable en raison de ses utilisations traditionnelles visant à favoriser la circulation sanguine, à résoudre les stagnations et à réguler les menstruations8. Des études phytochimiques publiées indiquent que L. lucidus contient des fractions riches en polyphénols et en flavonoïdes, dotées d'une activité antioxydante et anti-inflammatoire8,9. Ainsi, la teneur totale normalisée en flavonoïdes a été utilisée comme indice chimique de contrôle qualité de l'extrait dans la présente étude, bien que l'identification des monomères actifs spécifiques responsables de la régulation du microbiote et du métabolisme nécessite une analyse phytochimique ciblée à l'avenir.
Le microbiote intestinal s'est imposé comme un régulateur essentiel du métabolisme hôte et de la fonction endocrine, des données croissantes soutenant son implication dans la pathogenèse de divers troubles métaboliques, notamment le syndrome des ovaires polykystiques (PCOS)10Le concept de l'axe intestin-ovaire a été proposé pour décrire la communication bidirectionnelle entre les micro-organismes intestinaux et la fonction ovarienne, médiée par les métabolites microbiens, la signalisation immunitaire et les voies neuroendocrines.11Les femmes atteintes de SOPK présentent de manière constante une dysbiose intestinale caractérisée par une diversité microbienne réduite, un rapport Firmicutes sur Bacteroidetes modifié et une abondance diminuée de bactéries bénéfiques telles que les espèces de Lactobacillus et de Bifidobacterium.12On pense que ces perturbations microbiennes contribuent à la physiopathologie du syndrome des ovaires polykystiques par plusieurs mécanismes, notamment une perméabilité intestinale accrue, une inflammation systémique de bas grade, ainsi qu'un métabolisme altéré des acides biliaires et des acides gras à chaîne courte (AGCC), ce qui influence par la suite la sensibilité à l'insuline et la biosynthèse des androgènes.13Importamment, les interventions ciblant le microbiote intestinal, notamment les probiotiques, les prébiotiques et les modifications alimentaires, ont montré des résultats prometteurs dans l'amélioration des symptômes du SOPK, appuyant ainsi l'axe intestin-ovaire comme cible thérapeutique.14.
La métabolomique, analyse exhaustive des métabolites de petite taille dans les systèmes biologiques, constitue une approche puissante pour caractériser les perturbations métaboliques associées aux états pathologiques et pour évaluer les effets biochimiques des interventions thérapeutiques15. L'intégration du séquençage du gène ARNr 16S pour le profilage du microbiome avec la métabolomique non ciblée permet d'explorer systématiquement les relations entre les communautés microbiennes intestinales et le métabolisme de l'hôte, offrant des aperçus sur les interactions microbiote-métabolome pouvant accompagner à la fois la pathogenèse des maladies et les réponses au traitement. Malgré le fondement théorique du ciblage de l'axe intestin-ovaire dans la prise en charge du SOPK et les indications traditionnelles du ZeLan dans les troubles gynécologiques, aucune étude à ce jour n’a investigué systématiquement si l'extrait de ZeLan module l'interface microbiote-métabolome dans le SOPK. Ce manque de connaissances limite notre compréhension des réponses biologiques associées au ZeLan et entrave l'optimisation rationnelle de cette intervention botanique pour le traitement du SOPK.
La présente étude avait pour objectif d'évaluer l'efficacité thérapeutique de l'extrait de ZeLan dans un modèle de rat induit par la DHEA pour le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) et d'analyser les modifications associées du microbiote intestinal et du métabolome par une approche intégrée combinant le séquençage de l'ARNr 16S et une analyse métabolomique non ciblée. Plus précisément, nous avons évalué les effets de l'extrait de ZeLan sur les phénotypes liés au SOPK, notamment le poids corporel, le taux sérique de testostérone, le rapport entre l'hormone lutéinisante et l'hormone folliculo-stimulante (LH/FSH) et les niveaux d'insuline ; caractérisé les modifications de la composition du microbiote intestinal et de la diversité alpha après traitement par ZeLan ; identifié les métabolites sériques différentiellement exprimés et les voies métaboliques enrichies associées à l'intervention par ZeLan ; et exploré les corrélations entre des taxons microbiens intestinaux spécifiques et des métabolites clés. En abordant ces objectifs, nous avons cherché à fournir des preuves multi-omiques associatives d'une modulation par ZeLan de l'axe intestin-ovaire dans le SOPK.
Protocole
Toutes les procédures expérimentales menées dans la présente étude ont été réalisées conformément au Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire des National Institutes of Health et ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins aux animaux et d'utilisation (Numéro d'approbation : IACUC-2023-0156).
Animaux
Des rats femelles Sprague-Dawley (n = 24, âgés de 6 semaines, poids corporel de 180 à 200 g) ont été obtenus auprès du centre des animaux de laboratoire de l'institution affiliée et élevés dans des conditions environnementales contrôlées (température de 22 ± 2°C, humidité de 50 ± 10 %, cycle lumière/obscurité de 12 heures) avec un accès ad libitum à une nourriture standard pour rongeurs et à de l'eau purifiée. Après une période d'acclimatation d'une semaine, les animaux ont été répartis aléatoirement en trois groupes expérimentaux (n = 8 par groupe) : contrôle, modèle de SOPK et traitement par ZeLan. La taille de l'échantillon a été déterminée d'après des études antérieures portant sur les modifications du microbiote intestinal chez les modèles de SOPK, une analyse de puissance indiquant que 8 animaux par groupe permettraient d'obtenir une puissance de 80 % pour détecter une différence d'un facteur 1,5 dans les indices de diversité alpha à α = 0,05.
Établissement du modèle de SOPK et protocole de traitement
Le modèle de SOPK a été établi à l'aide d'un protocole bien validé, impliquant une injection sous-cutanée de déhydroépiandrostérone (DHEA ; Sigma-Aldrich, États-Unis) dissoute dans de l'huile de sésame au niveau de la région dorsale du cou, à une dose de 6 mg/100 g de poids corporel, administrée quotidiennement pendant 21 jours consécutifs. Les animaux témoins ont reçu des volumes équivalents d'huile de sésame servant de véhicule. La durée totale de l'expérience comprenait 7 jours d'acclimatation, 21 jours d'induction du modèle et 28 jours d'intervention, avec un prélèvement final au jour 56 du protocole, incluant la période d'acclimatation (Figure 1). L'extrait de ZeLan a été préparé à partir de la plante authentifiée Lycopus lucidus Turcz. par extraction aqueuse et a été standardisé pour contenir au moins 2,5 % de flavonoïdes totaux, mesurés par chromatographie liquide à haute performance, ce qui a constitué le critère de contrôle qualité chimique de l'extrait botanique. À partir de la fin de l'induction du modèle par le DHEA, les rats du groupe ZeLan ont reçu par gavage oral l'extrait de ZeLan à une dose de 200 mg/kg de poids corporel, administré quotidiennement pendant 28 jours consécutifs, tandis que les groupes Témoin et Modèle ont reçu des volumes équivalents d'eau distillée. La dose de 200 mg/kg a été choisie comme dose pharmacologique exploratoire, sur la base d'expériences antérieures d'utilisation d'extraits botaniques chez l'animal et de considérations préliminaires de tolérabilité ; une évaluation formelle de la relation dose-réponse n'a pas été incluse dans la présente étude. Le poids corporel a été enregistré hebdomadairement tout au long de la période expérimentale. Dans cette conception expérimentale, la réussite de l'établissement du modèle de SOPK a été évaluée à l'aide du protocole d'induction par le DHEA, combiné aux phénotypes endocriniens et métaboliques finaux, incluant le poids corporel, la testostérone sérique, le rapport LH/FSH et l'insuline à jeun. L'examen histopathologique ovarien, le décompte des follicules, la quantification des corps jaunes et le suivi en série du cycle œstral n'ont pas été inclus comme critères de confirmation du modèle, et l'interprétation du dysfonctionnement ovarien s'est donc appuyée sur des paramètres endocriniens et métaboliques, plutôt que sur une évaluation directe au niveau tissulaire.
Prélèvement et traitement des échantillons
Des échantillons (sérum et fèces) ont été prélevés chez les trois groupes (n = 8 par groupe) en vue d'analyses biochimiques, de microbiote et de métabolomique ultérieures. Les prélèvements terminaux ont été effectués le matin après un jeûne nocturne afin de réduire les variations liées au rythme circadien et à l'alimentation. Les échantillons sanguins ont été collectés de l'aorte abdominale sous anesthésie et centrifugés à 3 000 × g pendant 15 minutes à 4 °C pour obtenir le sérum, qui a été aliquoté et stocké à -80 °C jusqu'à l'analyse des hormones et de la métabolomique. Des échantillons fécaux frais ont été prélevés directement du caecum en conditions aseptiques dans des cryotubes stériles, maintenus sur de la glace sèche pendant le transfert, congelés instantanément dans l'azote liquide dans les 10 minutes suivant le prélèvement, puis stockés à -80 °C jusqu'au séquençage du gène ARNr 16S.
Mesures hormonales sériques
Les concentrations sériques de testostérone, d'hormone lutéinisante (LH), d'hormone folliculo-stimulante (FSH) et d'insuline ont été quantifiées à l'aide de kits commerciaux de dosage immunoenzymatique (ELISA) (Cusabio Biotech, Wuhan, Chine), conformément aux instructions du fabricant. Le rapport LH/FSH a été calculé comme un indice composite du déséquilibre gonadotrope caractéristique du SOPK. Tous les échantillons ont été analysés en double, et les mesures dont les coefficients de variation en double étaient supérieurs à 15 % ont été répétées. Les coefficients de variation intra-essai et inter-essai devaient rester respectivement inférieurs à 10 % et 15 %. Les valeurs potentiellement aberrantes ont été vérifiées par rapport aux données d'origine et aux informations sur la performance des dosages, et aucune valeur n'a été exclue uniquement pour des raisons statistiques sans justification technique documentée.
Séquençage du gène ARNr 16S et analyse bioinformatique
L'ADN génomique bactérien total a été extrait à partir du contenu cæcal à l'aide du kit QIAamp DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Allemagne), conformément au protocole du fabricant. La qualité et la quantité d'ADN ont été évaluées par spectrophotométrie NanoDrop et électrophorèse sur gel d'agarose, et les extraits d'ADN ont été stockés à -80 °C avant la construction des bibliothèques. Les régions hypervariables V3-V4 du gène ARNr 16S ont été amplifiées à l'aide des amorces universelles 338F (5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3') et 806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') munies de séquences adaptateurs Illumina. Les bibliothèques d'amplicons ont été construites, purifiées, quantifiées, regroupées à des concentrations équimolaires, puis séquencées sur la plateforme Illumina NovaSeq 6000 (Novogene, Pékin, Chine) en utilisant des lectures en lecture double de 250 pb.
Les lectures de séquençage brutes ont été traitées à l'aide du pipeline QIIME2 (version 2022.2). Les lectures en lecture bidirectionnelle ont été démultiplexées, assemblées, filtrées en qualité en utilisant un seuil de score Phred d'au moins 20, puis traitées avec DADA2 pour éliminer les séquences chimériques et générer des variants de séquence d'amplicon (ASV). La classification taxonomique a été réalisée à l'aide de la base de données de référence SILVA 138 en utilisant un classificateur naïf de Bayes. Les métriques de diversité alpha, incluant l'indice de Shannon, l'indice de Simpson et l'estimateur de Chao1, ont été calculées afin d'évaluer la diversité et la richesse intra-échantillon. Les résultats liés à la profondeur de séquençage, incluant les résumés de lectures, les tableaux d'abondance des ASV, la couverture de Good et les fichiers de courbes de raréfaction, ont été considérés comme faisant partie du jeu de données microbiomiques décrit dans la section Disponibilité des données. L'analyse linéaire discriminante de la taille de l'effet (LEfSe) a été utilisée pour identifier les taxons associés à la maladie dans la comparaison Contrôle versus Modèle, en utilisant un seuil de score LDA supérieur à 2,0 et une valeur P < 0,05 ; le rétablissement associé à ZeLan a été évalué en comparant le sens des variations d'abondance taxonomique dans le groupe ZeLan par rapport au groupe Modèle.
Analyse de métabolomique non ciblée
Le profilage métabolomique sérique a été réalisé à l'aide de la chromatographie liquide à ultra-haute performance couplée à un spectromètre de masse à quadrupôle et à temps de vol (UHPLC-Q-TOF-MS ; Agilent 1290 Infinity II/6550, USA). Des échantillons sériques (100 μL) ont été mélangés avec 400 μL de méthanol froid : acétonitrile (1:1, v/v) contenant des étalons internes, agités au vortex puis incubés à -20°C pendant 1 heure afin de précipiter les protéines. Après centrifugation à 14 000 × g pendant 15 minutes, les surnageants ont été séchés sous flux d'azote et reconstitués dans 100 μL d'acétonitrile : eau (1:1, v/v) pour l'analyse. La séparation chromatographique a été effectuée sur une colonne ACQUITY UPLC HSS T3 (2,1 × 100 mm, 1,8 μm) maintenue à 40°C, en utilisant de l'eau contenant 0,1 % d'acide formique comme phase mobile A et de l'acétonitrile contenant 0,1 % d'acide formique comme phase mobile B, à un débit de 0,30 mL/min. Un programme en gradient augmentant la phase organique de 5 % à 95 %, suivi d'un lavage de la colonne et d'une rééquilibration, a été utilisé pour la séparation des métabolites. Les données de spectrométrie de masse ont été acquises en modes d'ionisation électrospray positif et négatif, avec une plage de balayage de m/z 50–1200 ; les paramètres de la source comprenaient une tension de capillaire de 3,5 kV, un débit de gaz de séchage de 10 L/min, une température de gaz de séchage de 325°C, une pression de nébulisation de 35 psi et une tension de fragmenteur de 120 V.
Les fichiers de données brutes ont été convertis au format mzXML et traités à l'aide du package XCMS dans R pour la détection des pics, l'alignement des temps de rétention et l'intégration des aires de pics. Des échantillons de contrôle de qualité, préparés en mélangeant des aliquotes égales de tous les extraits sériques, ont été insérés tout au long de la séquence analytique afin de surveiller la stabilité de l'instrument. Les caractéristiques présentant un taux élevé de valeurs manquantes ou une reproductibilité instable dans les contrôles de qualité ont été éliminées avant la modélisation statistique. L'identification des métabolites a été réalisée en comparant la masse exacte, le temps de rétention et les profils de fragmentation en spectrométrie de masse tandem (MS/MS) avec ceux de la base de données Human Metabolome Database (HMDB), de METLIN et de bibliothèques spectrales internes. Des analyses statistiques multivariées ont été effectuées à l'aide de MetaboAnalyst 5.0. Les caractéristiques métabolomiques conservées pour le rapport final ont été priorisées selon un critère combiné intégrant la contribution discriminante multivariée, la direction du changement d'abondance et les preuves statistiques ; les valeurs P ont été ajustées selon la méthode de Benjamini-Hochberg afin de tenir compte des tests multiples. Le tableau complet annoté, contenant 52 caractéristiques métabolomiques, est fourni en Tableau supplémentaire 1. Une analyse d'enrichissement des voies métaboliques a été réalisée à l'aide de la base de données Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG).
Analyse statistique
Toutes les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide du logiciel SPSS version 26.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA) et du logiciel R (version 4.2.1). Les données continues ont été exprimées en moyenne ± écart type (ET) et leur normalité a été évaluée à l'aide du test de Shapiro-Wilk avant les tests inférentiels. Pour les données normalement distribuées, une analyse de variance à un facteur (ANOVA) suivie du test post hoc de Tukey a été utilisée pour les comparaisons entre plusieurs groupes ; pour les données non normalement distribuées, le test de Kruskal-Wallis avec le test post hoc de Dunn a été appliqué. Les corrélations entre les taxons microbiens intestinaux et les métabolites sériques ont été évaluées à l'aide du coefficient de corrélation de rang de Spearman et visualisées sous forme de cartes thermiques regroupées hiérarchiquement. Les valeurs P des corrélations ont été ajustées pour les tests multiples selon la méthode de taux de faux découvertes de Benjamini-Hochberg, et seules les corrélations dont le sens était cohérent et qui étaient statistiquement significatives ont été interprétées. Une valeur P bilatérale < 0,05 a été considérée comme statistiquement significative, sauf indication d'un seuil de valeur P ajustée.
Résultats
Effets de l'extrait de ZeLan sur les phénotypes cliniques du SOPK
L'administration de DHEA a induit chez le rat des phénotypes endocriniens et métaboliques semblables à ceux du SOPK, comme en témoignent des augmentations significatives du poids corporel, de la concentration sérique de testostérone, du rapport LH/FSH et des taux d'insuline à jeun par rapport au groupe témoin (tous P < 0,05). L'évaluation de la distribution à l'aide du test de Shapiro-Wilk a permis une analyse paramétrique des principaux paramètres de poids corporel et d'hormones résumés dans le Tableau 1. Un traitement de 28 jours avec l'extrait de ZeLan a significativement amélioré ces perturbations métaboliques et hormonales. Le poids corporel a été enregistré à la fin de la période de traitement, au jour 56 du protocole, incluant la période d'acclimatation de 7 jours. Comme indiqué dans le Tableau 1, le poids corporel du groupe Modèle (291,12 ± 15,35 g) était nettement supérieur à celui du groupe Témoin (227,45 ± 10,12 g, P < 0,05), tandis que le traitement par ZeLan a réduit significativement le poids corporel à 245,25 ± 10,21 g (P < 0,05 par rapport au groupe Modèle). Les taux sériques de testostérone étaient fortement élevés chez les rats modèles de SOPK (1,85 ± 0,21 ng/mL) par rapport aux témoins (0,51 ± 0,05 ng/mL), et l'intervention par ZeLan a abaissé la testostérone à 0,92 ± 0,12 ng/mL. Le rapport LH/FSH était significativement augmenté dans le groupe Modèle (3,28 ± 0,25) par rapport au groupe Témoin (1,25 ± 0,11) et a été partiellement normalisé par le traitement ZeLan (1,85 ± 0,15). Les taux d'insuline à jeun étaient élevés chez les animaux modèles (28,95 ± 2,35 mIU/L contre 12,55 ± 1,12 mIU/L chez les témoins) et ont été significativement réduits après l'administration de ZeLan (18,82 ± 1,55 mIU/L) (Figure 2). Ces résultats confirment la mise en place réussie d'un phénotype endocrinien-métabolique similaire au SOPK ; toutefois, l'histopathologie ovarienne, le décompte des follicules, l'analyse des corps jaunes et la surveillance du cycle œstral n'ont pas été réalisés dans cette étude.
L'extrait de ZeLan a restauré la diversité alpha du microbiote intestinal
L'analyse des indices de diversité alpha a révélé des modifications importantes de la structure de la communauté microbienne intestinale associée au SOPK et à son traitement. Comme illustré dans le tableau 2 et la figure 3, l'indice de diversité de Shannon était significativement plus faible chez les rats modèles de SOPK (4,19 ± 0,35) que chez les témoins sains (6,51 ± 0,28 ; P < 0,05), indiquant une diminution de la diversité microbienne alpha dans l'état pathologique. Le traitement par ZeLan a partiellement restauré la diversité microbienne, l'indice de Shannon passant à 5,79 ± 0,26 (P < 0,05 par rapport au modèle). Des résultats cohérents ont été observés pour l'indice de Simpson, qui a diminué de 0,98 ± 0,01 chez les témoins à 0,82 ± 0,03 chez les animaux modèles, puis s'est rétabli à 0,93 ± 0,02 après l'intervention par ZeLan. L'estimateur Chao1, reflétant la richesse spécifique, présentait un profil similaire : l'induction du SOPK a fortement réduit Chao1, passant de 1215,3 ± 45,4 à 665,8 ± 52,1, tandis que le traitement par ZeLan a augmenté la richesse à 963,5 ± 38,6. Ces résultats indiquent globalement que le SOPK est associé à une dysbiose microbienne intestinale caractérisée par une réduction de la diversité alpha et de la richesse, et que l'extrait de ZeLan peut partiellement restaurer la structure de la communauté microbienne vers un profil proche de celui du témoin.
Modifications de la composition du microbiote intestinal
Le profilage taxonomique au niveau du phylum a révélé des différences compositionnelles distinctes entre les groupes expérimentaux. Comme illustré dans la Figure 4, les Firmicutes et les Bacteroidetes étaient les phylums dominants dans tous les groupes, représentant ensemble plus de 85 % de l'ensemble de la communauté bactérienne. Le groupe Modèle présentait une abondance nettement accrue de Firmicutes (environ 75 %) associée à une proportion réduite de Bacteroidetes (environ 15 %), par comparaison avec le groupe Témoin (Firmicutes environ 40 %, Bacteroidetes environ 45 %), ce qui entraînait un rapport Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) nettement augmenté, caractéristique d'une dysbiose métabolique. Le traitement par ZeLan a modulé ce déséquilibre, réduisant l'abondance des Firmicutes à environ 52 % tout en augmentant celle des Bacteroidetes à environ 35 %, normalisant ainsi partiellement le rapport F/B vers les niveaux du groupe témoin.
L'analyse LEfSe a été utilisée pour identifier les taxons bactériens distinguant les groupes Témoin et Modèle, définissant ainsi la signature microbienne associée à la maladie. Comme illustré dans la Figure 5, au niveau du genre, le groupe Modèle SOP a présenté des abondances significativement accrues de Bacteroides (score LDA > 3,5), de Prevotella (score LDA > 3,0) et d'Escherichia (score LDA > 2,5), tous généralement associés auparavant à un dysfonctionnement métabolique et à l'inflammation. En revanche, le groupe Témoin présentait un enrichissement en genres bénéfiques, notamment Lactobacillus (score LDA > 3,0) et Ruminococcus (score LDA > 2,5), reconnus pour leur rôle dans le maintien de l'intégrité de la barrière intestinale et la production de métabolites bénéfiques tels que les acides gras à chaîne courte. Le groupe ZeLan n'a pas été représenté comme une classe LEfSe distincte dans la Figure 5, car cette analyse se concentrait sur les taxons distinguant la maladie de l'état sain ; les effets liés à ZeLan ont été interprétés à partir des variations d'abondance vers le profil témoin et des corrélations entre le microbiome et le métabolome.
Profilage métabolomique et identification des métabolites différentiels
L'analyse métabolomique non ciblée a révélé des perturbations métaboliques importantes associées au SOPK et à son traitement par l'extrait de ZeLan. Le diagramme en volcan de la Figure 6 montre la répartition des caractéristiques des métabolites entre les groupes Modèle et Contrôle, les caractéristiques surexprimées et sous-exprimées étant mises en évidence selon la direction du rapport d'abondance et la signification statistique. Un total de 52 caractéristiques de métabolites annotées a été conservé dans le tableau complet de rapport métabolomique pour la comparaison Modèle versus Contrôle. La liste complète, incluant le nom du métabolite, l'identifiant HMDB, la classe biochimique, le log2 du rapport d'abondance, la valeur P et le sens de régulation, est fournie en tant que Tableau Supplémentaire 1. Le Tableau 3 présente des métabolites annotés représentatifs ayant une forte pertinence biologique par rapport au SOPK.
Tableau 3 résume les principaux métabolites différentiels représentatifs ayant des scores VIP élevés et une pertinence biologique pour la physiopathologie du SOPK. Les hormones stéroïdiennes, notamment la testostérone (VIP = 2,56, P < 0,001) et l'androstènedione (VIP = 2,34, P < 0,001), étaient significativement augmentées chez les animaux modèles de SOPK, ce qui est conforme à l'état d'hyperandrogénie caractéristique de cette affection. Le métabolisme des acides gras était également perturbé, avec des augmentations significatives de l'acide palmitique (VIP = 2,12) et de l'acide arachidonique (VIP = 1,89), tandis que le médiateur lipidique pro-inflammatoire, la prostaglandine E2, était également surexprimé (VIP = 2,05). En revanche, les métabolites associés à une activité microbienne intestinale bénéfique étaient réduits chez les animaux atteints de SOPK : l'acide lithocholique, un acide biliaire secondaire produit par biotransformation microbienne, diminuait fortement (VIP = 2,45), de même que l'acide gras à chaîne courte, l'acide butyrique (VIP = 2,21). De plus, l'acide succinique et l'acide aminé essentiel L-tryptophane étaient réduits dans le groupe Modèle, suggérant une fermentation microbienne altérée et un métabolisme des acides aminés modifié.
Analyse d'enrichissement des voies KEGG
L'analyse d'enrichissement des voies métaboliques à l'aide de la base de données KEGG a révélé plusieurs voies métaboliques sériques significativement perturbées dans le SOPK et modulées par le traitement à base de ZeLan. Comme illustré dans la Figure 7, la biosynthèse des hormones stéroïdiennes s'est avérée être la voie la plus significativement enrichie (Facteur d'enrichissement = 0,80, P < 0,01), ce qui est cohérent avec le phénotype hyperandrogénique du SOPK. La voie de la stéroïdogenèse ovarienne était également fortement enrichie (Facteur d'enrichissement = 0,75, P < 0,01), reflétant l'implication d'une synthèse altérée des androgènes dans le dysfonctionnement ovarien. La biosynthèse des acides biliaires primaires présentait un enrichissement significatif (Facteur d'enrichissement = 0,62, P < 0,02), indiquant une circulation entérohépatique des acides biliaires perturbée, qui pourrait être liée à des modifications du microbiote intestinal. Le métabolisme de l'acide arachidonique (Facteur d'enrichissement = 0,56, P < 0,03) et la voie de la résistance à l'insuline (Facteur d'enrichissement = 0,40, P < 0,04) étaient également significativement enrichis, confirmant la présence de troubles inflammatoires et métaboliques caractéristiques du SOPK. La voie de biosynthèse des acides gras montrait un enrichissement modeste (Facteur d'enrichissement = 0,30), suggérant une implication d'une dysrégulation du métabolisme lipidique.
Analyse des corrélations entre le microbiome et le métabolome
Afin d'évaluer les relations fonctionnelles entre la composition du microbiote intestinal et les modifications métaboliques, une analyse de corrélation de Spearman avec contrôle du taux de fausses découvertes a été réalisée entre les genres bactériens différemment abondants et les métabolites clés. La carte thermique des corrélations groupée hiérarchiquement présentée dans la Figure 8 révèle des profils distincts d'associations entre microbiote et métabolome. Les bactéries bénéfiques, notamment Lactobacillus et Ruminococcus, présentaient de fortes corrélations positives avec l'acide lithocholique (r = 0,72 et 0,68, respectivement) et l'acide butyrique (r = 0,65 et 0,60, respectivement), tout en montrant des corrélations négatives avec la testostérone (r = -0,75 et -0,80) et l'androstènedione (r = -0,68 et -0,72). Ces résultats suggèrent que les bactéries bénéfiques identifiées dans l'analyse taxonomique étaient associées à des métabolites liés aux androgènes et à une activité métabolique liée aux AGCC.
Inversement, les genres associés au SOPK Bacteroides, Prevotella et Escherichia présentaient des profils de corrélation opposés. Ces bactéries étaient positivement corrélées avec la testostérone (r = 0,85, 0,82 et 0,60, respectivement), l'androstènedione (r = 0,78, 0,75 et 0,55) et l'acide palmitique (r = 0,65, 0,60 et 0,45), tout en montrant des corrélations négatives avec des métabolites bénéfiques, notamment l'acide lithocholique et l'acide butyrique. Ces profils de corrélation appuient des associations fonctionnelles entre des taxons microbiens intestinaux spécifiques et les perturbations métaboliques caractéristiques du SOPK, mais ils n'établissent pas de causalité directe.
Disponibilité des données :
Les jeux de données générés et analysés au cours de cette étude comprennent les métadonnées des échantillons, les données brutes des phénotypes, les indices de diversité alpha 16S, les résumés d'abondance au niveau du phylum, les résultats des taxons bactériens différentiels, les tableaux d'analyse différentielle en métabolomique, les résultats représentatifs des métabolites, les résultats d'enrichissement des voies KEGG, ainsi que la matrice de corrélation entre microbiote et métabolites. Ces données brutes sous-jacentes sont fournies sous forme de Fichier Supplémentaire 1 associé. Le jeu de données des métabolites différentiels traité est fourni sous forme de Tableau Supplémentaire 1.
Figure 1 : Chronologie de la conception expérimentale et du traitement. Illustration schématique du déroulement expérimental, indiquant une période d'acclimatation de 7 jours, une période d'injection de DHEA ou de véhicule de 21 jours, un traitement de 28 jours avec l'extrait ZeLan ou son véhicule, et la collecte finale des échantillons sériques et fécaux au jour 56 du protocole. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Effets de l'extrait de ZeLan sur les paramètres endocriniens et métaboliques. Boîtes à moustaches montrant (A) la concentration sérique de testostérone, (B) le rapport LH/FSH et (C) le poids corporel dans les groupes contrôle, modèle et traité par ZeLan après la période d'intervention. Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Diversité microbienne alpha au niveau intestinal. Comparaison de l'indice de diversité de Shannon entre les groupes Contrôle, Modèle et traité au ZeLan, illustrant les différences de diversité microbienne intestinale alpha. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Composition du microbiote intestinal au niveau du phylum. Graphique en barres empilées montrant l'abondance relative des phylums bactériens prédominants dans le microbiote intestinal des groupes Témoin, Modèle et traité par ZeLan. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Taxons bactériens différentiels identifiés par l'analyse LEfSe. Analyse de la taille de l'effet par discriminant linéaire (LEfSe) identifiant les genres bactériens distinguant les groupes Témoin et Modèle. Les scores LDA indiquent la taille de l'effet des taxons différentiellement abondants. Les modifications associées à ZeLan sont décrites dans les Résultats, en fonction des variations d'abondance par rapport au groupe Modèle. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : Profilage différentiel des métabolites. Graphique volcan montrant les caractéristiques métabolomiques différemment exprimées entre les groupes Modèle et Contrôle. Les points rouges et bleus représentent respectivement les caractéristiques métaboliques significativement surexprimées et sous-exprimées, selon le changement d'expression et la signification statistique. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Figure 7 : Analyse d'enrichissement des voies métaboliques KEGG. Graphique en bulles montrant les voies métaboliques significativement enrichies identifiées à partir des métabolites différentiellement exprimés. La taille des bulles représente le nombre de métabolites associés, et la couleur des bulles indique la significativité statistique (valeur de p) de l'enrichissement de la voie. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Figure 8 : Corrélation entre le microbiote intestinal et les métabolites sériques. Carte thermique groupée hiérarchiquement montrant les coefficients de corrélation de Spearman entre les genres bactériens différemment abondants et les métabolites sériques représentatifs. Le rouge indique des corrélations positives, tandis que le bleu indique des corrélations négatives. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
| Groupe | N | Poids corporel (g) | Testostérone (ng/mL) | Rapport LH/FSH | Insuline (mIU/L) |
| Témoin | 8 | 227,45 ± 10,12 | 0,51 ± 0,05 | 1,25 ± 0,11 | 12,55 ± 1,12 |
| Modèle | 8 | 291,12 ± 15,35a | 1,85 ± 0,21a | 3,28 ± 0,25a | 28,95 ± 2,35a |
| ZeLan | 8 | 245,25 ± 10,21b | 0,92 ± 0,12b | 1,85 ± 0,15b | 18,82 ± 1,55b |
| Remarque : Les données sont exprimées en moyenne ± écart-type. a = p < 0,05 par rapport au groupe témoin ; b = p < 0,05 par rapport au groupe modèle. | |||||
Tableau 1 : Paramètres endocriniens et métaboliques chez les rats atteints de SOPK. Le poids corporel, la testostérone sérique, le rapport LH/FSH et les taux d'insuline à jeun ont été mesurés chez les groupes témoins, modèles et traités par ZeLan. Les données sont exprimées comme moyenne ± écart-type.
| Groupe | Indice de Shannon | Indice de Simpson | Estimateur de Chao1 |
| Témoin | 6,51 ± 0,28 | 0,98 ± 0,01 | 1215,3 ± 45,4 |
| Modèle | 4,19 ± 0,35a | 0,82 ± 0,03a | 665,8 ± 52,1a |
| ZeLan | 5,79 ± 0,26b | 0,93 ± 0,02b | 963,5 ± 38,6b |
| Remarque : Les données sont exprimées comme moyenne ± ÉT. a = p < 0,05 par rapport au groupe témoin ; b = p < 0,05 par rapport au groupe modèle. | |||
Tableau 2 : Indices de diversité microbienne alpha de l'intestin. Comparaison de l'indice de Shannon, de l'indice de Simpson et de l'estimateur de Chao1 entre les groupes Contrôle, Modèle et traitement ZeLan. Les données sont exprimées comme moyenne ± écart-type.
| Nom du métabolite | ID HMDB | Classe | Tendance (Modèle par rapport au témoin) | valeur-p | Score VIP |
| Testosterone | HMDB0000286 | Steroid | Augmenté ↑ | < 0.001 | 2.56 |
| Androstenedione | HMDB0000055 | Steroid | Augmenté ↑ | < 0.001 | 2.34 |
| Acide palmitique | HMDB0000220 | Acide gras | Augmenté ↑ | < 0.001 | 2.12 |
| Acide arachidonique | HMDB0001043 | Acide gras | Augmenté ↑ | 0.003 | 1.89 |
| Prostaglandine E2 | HMDB0001036 | Lipide | Augmenté ↑ | < 0.001 | 2.05 |
| Acide lithocholique | HMDB0000752 | Acide biliaire | Diminué ↓ | < 0.001 | 2.45 |
| Acide butyrique | HMDB0000039 | AGCC | Diminué ↓ | < 0.001 | 2.21 |
| Acide succinique | HMDB0000254 | Acide organique | Diminué ↓ | 0.021 | 1.65 |
| L-Tryptophane | HMDB0000929 | Acide aminé | Diminué ↓ | 0.015 | 1.58 |
| Remarque : VIP = Importance variable en projection (VIP > 1 considéré comme significatif). | |||||
Tableau 3 : Métabolites sériques différentiels représentatifs. Métabolites annotés représentatifs associés au SOPK et régulés par l'extrait de ZeLan, incluant les identifiants HMDB, la classe de métabolite, la tendance de régulation, la valeur P et le score VIP. La liste complète des 52 caractéristiques de métabolites annotés est fournie dans le Tableau supplémentaire 1.
Tableau supplémentaire 1 : Jeu de données complet des métabolites annotés. Liste complète des 52 caractéristiques de métabolites annotées conservées pour le rapport en métabolomique, incluant le nom du métabolite, l'identifiant HMDB, la classe biochimique, le facteur de variation, la valeur P et le sens de régulation.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Fichier supplémentaire 1 : Données brutes soutenant les analyses expérimentales, du microbiome et de métabolomique. Ce classeur contient les informations sur les échantillons, les mesures des phénotypes cliniques, les indices de diversité issus du séquençage de l'ARNr 16S, l'abondance relative microbienne au niveau du phylum, l'analyse des taxons différentiels par LEfSe, l'analyse différentielle en métabolomique, les métabolites représentatifs, l'analyse d'enrichissement des voies métaboliques KEGG, la matrice de corrélation et un résumé de la vérification des données utilisées pour produire les figures et tableaux présentés dans l'article.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Discussion
La présente étude fournit des preuves que l'extrait de ZeLan améliore les phénotypes endocriniens et métaboliques liés au SOPK dans un modèle de rat induit par la DHEA, et que ces effets sont associés à des modifications favorables de la composition du microbiote intestinal et des profils métaboliques sériques. L'approche intégrée multi-omique a montré que le traitement par ZeLan améliore l'hyperandrogénie, le ratio élevé LH/FSH et la résistance à l'insuline, tout en restaurant partiellement la diversité alpha du microbiote intestinal, en rééquilibrant la composition microbienne et en normalisant plusieurs voies métaboliques impliquées dans la physiopathologie du SOPK. Ces résultats approfondissent la compréhension actuelle des réponses biologiques aux médicaments botaniques chinois traditionnels et soutiennent la poursuite des recherches sur l'axe intestin-ovaire comme cible potentielle d'intervention dans le SOPK.
La réduction de la testostérone sérique et du ratio LH/FSH après le traitement par ZeLan est conforme à des études antérieures démontrant les propriétés anti-androgéniques d'extraits botaniques contenant des flavonoïdes et des composés phénoliques16. Une revue complète des études cliniques portant sur les médicaments à base de plantes utilisés dans le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) a résumé les améliorations endocriniennes et métaboliques observées avec diverses interventions botaniques17. Le mécanisme par lequel ZeLan module la biosynthèse des androgènes pourrait impliquer des effets directs sur les voies stéroïdogéniques ovariennes, des effets anti-inflammatoires systémiques et une sensibilisation à l'insuline, ou des effets indirects liés aux métabolites microbiens intestinaux ; la présente conception expérimentale ne permet pas de distinguer pleinement ces possibilités. L'amélioration du ratio LH/FSH indique une restauration partielle de la fonction de l'axe hypothalamo-hypophysaire-gonadique, souvent altérée dans le SOPK18. Des revues systématiques d'expériences animales portant sur des formules de médecine traditionnelle chinoise utilisées dans le SOPK ont également rapporté des améliorations des paramètres reproducteurs et endocriniens19. L'amélioration concomitante des indices liés à l'insuline suggère que ZeLan pourrait exercer des bienfaits métaboliques allant au-delà de la régulation endocrinienne, potentiellement par un renforcement de la signalisation insulinique périphérique ou par une réduction des médiateurs inflammatoires qui altèrent la fonction du récepteur à l'insuline20.
Le rétablissement de la diversité microbienne intestinale alpha après un traitement par ZeLan est compatible avec une réponse associée au microbiome. La réduction de la diversité alpha observée chez les rats modèles de SOPK est conforme à l'ensemble croissant de données de la littérature documentant une dysbiose intestinale tant dans les modèles expérimentaux de SOPK que dans les populations cliniques21. Insenser et al. ont par ailleurs rapporté que les profils du microbiote intestinal dans le SOPK sont influencés par le sexe, les hormones sexuelles et l'obésité22. Notre observation selon laquelle le traitement par ZeLan a partiellement rétabli l'indice de Shannon, passant de 4,19 à 5,79, suggère que cet extrait botanique pourrait soutenir la structure de la communauté microbienne. Des effets similaires de rétablissement de la diversité ont été rapportés pour d'autres extraits végétaux riches en polyphénols, qui pourraient favoriser sélectivement des populations bactériennes bénéfiques tout en supprimant des taxons potentiellement pathogènes23. Les modifications taxonomiques observées au niveau du phylum, en particulier la réduction du rapport Firmicutes sur Bacteroidetes après le traitement par ZeLan, sont pertinentes étant donné l'association établie entre des rapports F/B élevés et des dysfonctionnements métaboliques, notamment l'obésité et la résistance à l'insuline24. D'autres études, notamment les travaux de Jobira et al. chez des adolescentes atteintes de SOPK, ont signalé une biodiversité microbienne gastro-intestinale altérée, renforçant la pertinence biologique de la composition microbienne pour le métabolisme de l'hôte25.
L'identification de genres bactériens spécifiques associés de manière différentielle au syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) et au traitement par ZeLan fournit un contexte biologique aux associations microbiote-métabolome observées dans cette étude. L'enrichissement en Lactobacillus et Ruminococcus chez les témoins sains et leur appauvrissement chez les animaux atteints de SOPK sont conformes aux rapports antérieurs soulignant le rôle protecteur de ces genres.26Les espèces du genre Lactobacillus sont reconnues pour leur production d'acide lactique et de peptides antimicrobiens qui préservent l'intégrité de la barrière intestinale et inhibent les bactéries pathogènes, tandis que les espèces du genre Ruminococcus jouent un rôle important dans la production d'acides gras à chaîne courte par fermentation des fibres alimentaires.27La restauration de ces genres bénéfiques après traitement par ZeLan pourrait améliorer la fonction de la barrière intestinale et renforcer l'activité métabolique liée aux AGCC, comme en témoignent les niveaux accrus d'acide butyrique observés dans l'analyse métabolomique. En revanche, l'abondance accrue de Bacteroides, Prevotella et Escherichia chez les animaux atteints de SOPK s'inscrit dans le prolongement des études impliquant ces genres dans les troubles inflammatoires et métaboliques.28Les espèces du genre Escherichia, en particulier Escherichia coli, peuvent produire du lipopolysaccharide, qui peut induire une inflammation systémique et une résistance à l'insuline par la voie de signalisation du récepteur de type Toll 4, représentant ainsi un lien plausible entre la dysbiose intestinale et les troubles métaboliques associés au syndrome des ovaires polykystiques.29.
Les résultats métabolomiques fournissent des preuves d'associations métaboliques entre le microbiote intestinal et l'hôte lors du traitement par ZeLan. Les modifications des acides biliaires secondaires, tels que l'acide lithocholique, sont biologiquement pertinentes car ces métabolites sont produits par l'activité enzymatique bactérienne30. Les acides biliaires jouent un rôle non seulement dans l'absorption des lipides, mais aussi en tant que molécules de signalisation régulant le métabolisme du glucose et des lipides via le récepteur X farnésoïde et le récepteur couplé aux protéines G Takeda 5, suggérant qu'une normalisation des profils d'acides biliaires pourrait contribuer à une meilleure homéostasie métabolique. De même, la restauration des niveaux d'acide butyrique est pertinente compte tenu de ses nombreux effets bénéfiques, notamment le renforcement de la fonction de barrière intestinale, des propriétés anti-inflammatoires et la promotion de la sensibilité à l'insuline. Les corrélations observées entre les bactéries bénéfiques et les métabolites protecteurs, en contraste avec les associations entre les bactéries pathogènes et les métabolites nocifs, appuient de façon corrélative l'hypothèse de l'axe intestin-ovaire, tout en soulignant la nécessité d'une validation mécanistique directe.
Les implications cliniques de ces résultats doivent être interprétées dans les limites d'une étude préclinique de conception exploratoire. Les résultats appuient une évaluation plus poussée de l'extrait de ZeLan comme approche complémentaire dans la prise en charge du SOPK, particulièrement dans le contexte d'interventions botaniques susceptibles d'affecter à la fois les indices endocrino-métaboliques et le microenvironnement intestinal. L'identification de biomarqueurs microbiens et métaboliques associés à la réponse au traitement pourrait aider à orienter les futures études mécanistiques et translationnelles. En outre, l'axe intestin-ovaire pourrait éventuellement soutenir des stratégies combinées intégrant ZeLan avec des probiotiques ou des modifications alimentaires, mais de telles stratégies nécessitent une validation contrôlée avant toute application clinique.
Plusieurs limites de la présente étude doivent être reconnues. Premièrement, bien que le modèle de rat induit par la DHEA reproduise plusieurs caractéristiques du CPA humain, il ne reflète pas entièrement l'hétérogénéité des phénotypes humains du CPA, incluant les sous-types maigres, obèses, résistants à l'insuline et inflammatoires ; par conséquent, la traduction clinique nécessite une validation auprès de populations de patientes bien caractérisées. Deuxièmement, l'étude a utilisé une dose unique de ZeLan sans gradient de dose-réponse ni contrôle positif médicamenteux tel que la métformine, de sorte que la gamme de doses efficaces, l'efficacité comparative et le cycle d'administration optimal restent à déterminer. Troisièmement, l'échantillonnage n'a été effectué qu'au point final, ce qui limite l'interprétation des changements temporels dynamiques de la microbiote, des métabolites et des profils hormonaux durant la période d'intervention. Quatrièmement, l'histopathologie ovarienne, le décompte des follicules, la quantification du corps jaune et la surveillance sérielle du cycle œstral n'ont pas été inclus dans cette conception expérimentale ; par conséquent, la récupération fonctionnelle ovarienne a été déduite à partir d'indices endocriniens et métaboliques plutôt que d'une évaluation directe au niveau tissulaire et du cycle. Cinquièmement, l'étude a identifié des corrélations entre les taxons microbiens et les métabolites, mais n'a pas inclus de transplantation de microbiote fécal, d'expériences sur animaux exempts de germes, de supplémentation ciblée en métabolites, de dosages de marqueurs inflammatoires ou de mesures des enzymes stéroïdogéniques ovariennes telles que CYP17A1, CYP19A1 et StAR ; par conséquent, les mécanismes causaux ne peuvent être confirmés à partir des données actuelles. Sixièmement, la métabolomique non ciblée fournit des preuves de niveau découverte, et une validation quantitative ciblée des métabolites clés tels que l'acide lithocholique, l'acide butyrique et la testostérone est requise dans des travaux futurs. Septièmement, la visualisation de la bêta-diversité, la prédiction fonctionnelle microbienne et la modélisation intégrée des voies microbiote-métabolite-gène n'étaient pas disponibles pour la soumission actuelle, limitant ainsi la capacité à construire un réseau régulateur complet. Enfin, l'extrait de ZeLan a été standardisé selon la teneur totale en flavonoïdes, mais une caractérisation phytochimique qualitative et quantitative complète des monomères actifs reste nécessaire.
En conclusion, l'extrait de ZeLan a amélioré les phénotypes endocriniens et métaboliques liés au SOPK dans un modèle rat et s'est associé à une restauration partielle de la diversité microbienne intestinale alpha, à une modification de la composition microbienne et à une modulation des voies métaboliques sériques, notamment la biosynthèse des hormones stéroïdiennes, le métabolisme des acides biliaires et le métabolisme lié aux acides gras à chaîne courte. Les corrélations observées entre les bactéries bénéfiques et les métabolites protecteurs, en contraste avec les associations entre les bactéries enrichies dans le SOPK et les métabolites nocifs, appuient une association biologiquement plausible selon l'axe intestin-ovaire. Ces résultats fournissent une base pour de futures études mécanistiques et translationnelles de l'extrait de ZeLan dans la prise en charge du SOPK, tout en soulignant la nécessité de valider les relations de causalité et d'effectuer une caractérisation phytochimique plus large.
Déclarations de divulgation
Les auteurs n'ont aucun conflit d'intérêts à déclarer.
Remerciements
Cette étude a été financée par le projet de planification de la recherche scientifique de l'Administration provinciale de la médecine traditionnelle chinoise du Hebei (subvention no 2021316).
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Acétonitrile | Fisher Chemical / Thermo Fisher Scientific | A955-4 | Qualité Optima LC-MS, 4 L ; phase mobile et reconstitution des échantillons |
| Colonne ACQUITY UPLC HSS T3 | Waters Corporation | 186003539 | 100 Å, 1,8 μm, 2,1 × 100 mm ; séparation UHPLC |
| Système d'électrophorèse sur gel d'agarose | Bio-Rad Laboratories | 1704486 | Système d'électrophorèse horizontal Mini-Sub Cell GT ; évaluation de la qualité de l'ADN |
| Agilent 1290 Infinity II/6550 UHPLC-Q-TOF-MS | Agilent Technologies | G7120A/G7167B/G7116B/G6550B | Module UHPLC 1290 Infinity II couplé au spectromètre de masse Q-TOF 6550 iFunnel ; plateforme de métabolomique non ciblée sur sérum |
| Algorithme DADA2 | Bioconductor | Version 1.24.0 | Génération d'ASV et élimination des chimères ; version déduite pour correspondre au flux de travail R 4.2.1/Bioconductor 3.15 |
| Déhydroépiandrostérone (DHEA) | Sigma-Aldrich / MilliporeSigma | D4000 | Induction du modèle SOPK ; 6 mg/100 g de poids corporel ; CAS 53-43-0 |
| Eau distillée | Invitrogen / Thermo Fisher Scientific | 10977015 | Eau distillée UltraPure sans DNase ni RNase ; véhicule pour la gavage oral dans les groupes Témoin et Modèle |
| Acide formique | Fisher Chemical / Thermo Fisher Scientific | A117-50 | Qualité Optima LC-MS, 50 mL ; ajout de 0,1 % aux phases mobiles LC-MS |
| Base de données du métabolome humain | Université de l'Alberta / HMDB | HMDB 5.0 | Base de données d'annotation des métabolites |
| Plateforme Illumina NovaSeq 6000 | Illumina | 20012850 | Système de séquençage utilisé par le prestataire pour le séquençage apparié de 250 pb de l'ARNr 16S |
| Plante médicinale Lycopus lucidus Turcz. | Beijing Tongrentang Chinese Medicine Co., Ltd. | Lot ZL-20230315 | Matière première botanique authentifiée pour l'extrait aqueux de ZeLan |
| Méthanol | Fisher Chemical / Thermo Fisher Scientific | A456-4 | Qualité Optima LC-MS, 4 L ; précipitation des protéines pour la métabolomique du sérum |
| Base de données METLIN | Scripps Research | METLIN Classic 2023 | Base de données d'annotation des spectres de masse des métabolites |
| Spectrophotomètre NanoDrop | Thermo Fisher Scientific | ND-ONE-W | Spectrophotomètre UV-Vis microvolume NanoDrop One ; évaluation de la quantité et de la pureté de l'ADN |
| Kit QIAamp Fast DNA Stool Mini | Qiagen | 51604 | Extraction de l'ADN à partir du contenu cæcal ; kit d'extraction d'ADN fécal (50 préparations) |
| QIIME2 | Équipe de développement QIIME2 | Version 2022.2 | Traitement des séquences d'ARNr 16S |
| Logiciel R | Fondation R | Version 4.2.1 | Analyse statistique et traitement XCMS |
| Kits ELISA sériques pour la testostérone, LH, FSH et insuline | Cusabio Biotech | CSB-E05100r ; CSB-E12654r ; CSB-E06869r ; CSB-E05070r | Kits ELISA pour la quantification de la testostérone, LH, FSH et insuline chez le rat dans le sérum |
| Huile de sésame | Sigma-Aldrich / MilliporeSigma | S3547 | Véhicule pour l'injection de DHEA |
| Pentobarbital de sodium | Sigma-Aldrich / MilliporeSigma | P3761 | Anesthésie ; 50 mg/kg par voie intrapéritonéale |
| Logiciel SPSS | IBM Corporation | Version 26.0 | Analyse statistique |
| Amorces universelles d'ARNr 16S 338F/806R | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | Synthèse personnalisée : 338F/806R | Amplification des régions V3-V4 ; 338F ACTCCTACGGGAGGCAGCAG, 806R GGACTACHVGGGTWTCTAAT |
| Package XCMS | Bioconductor / R | Version 3.18.0 | Détection des pics, alignement du temps de rétention et intégration |
| Extrait ZeLan | Extrait aqueux préparé en laboratoire | Lot ZLE-20230402 | Traitement par gavage oral ; flavonoïdes totaux standardisés ≥2,5 % |
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