Des scientifiques découvrent pourquoi l'urine est jaune

Chaque animal doit éliminer ses déchets corporels par l'urine. Bien que l'urine d'un être humain en bonne santé soit manifestement jaune, les scientifiques n'avaient pas réussi à expliquer la cause de cette couleur depuis des centaines d'années. Désormais, une équipe de recherche de l'Université du Maryland et des Instituts nationaux de la santé (NIH) des États-Unis pense avoir résolu ce mystère en identifiant une enzyme microbienne qui rend notre urine jaune. Les résultats sont détaillés dans une étude publiée la semaine dernière dans la revue Nature Microbiology.

LE MICROBIOME INTESTINAL

Selon Brantley Hall, microbiologiste et co-auteur de l'article à l'Université du Maryland, les chercheurs, en s'appuyant sur des études remontant aux années 1960 et après trois ans et demi d'expériences en laboratoire exigeantes, ont découvert que la couleur de l'urine est due à une enzyme présente dans le microbiome intestinal, appelée bilirubine réductase.

Selon les informations rapportées par Popular Science Turquie, Hall déclare : « Le microbiome intestinal est rempli de chimistes incroyables. Toutes ces molécules produites par les microbes intestinaux sont essentielles à la physiologie humaine. À mesure que nous comprendrons mieux la chimie microbienne de nos intestins, nous comprendrons également des choses importantes. Mais nous devons d'abord déterminer quelles enzymes sont responsables de quoi. Si vous ne savez pas ce qui se passe, vous ne pouvez même pas commencer à faire des recherches. »

Les scientifiques savaient déjà que cette couleur jaune provenait de la manière dont le corps se débarrasse des anciennes cellules sanguines.

Les globules rouges arrivent généralement à la fin de leur cycle de vie après environ 120 jours et sont décomposés dans le foie. Un sous-produit de ce processus, appelé bilirubine, est un composé de couleur orange vif sécrété par le foie dans l'intestin. Les bactéries vivant dans l'intestin transforment ensuite la bilirubine en un composé incolore appelé urobilinogène. L'urobilinogène est finalement décomposé et transformé en une molécule de pigment jaune appelée urobiline, qui joue un rôle dans cette coloration. Ce que les scientifiques ignoraient, c'était quelle enzyme bactérienne était responsable de ce processus.

L'identification de cette enzyme est restée un mystère microbien pendant longtemps pour deux raisons principales. Selon Brantley, la première difficulté rencontrée était qu'il a toujours été très difficile et coûteux de cultiver des microbes anaérobies en laboratoire.

« Les microbes qui accomplissent cette fonction ne peuvent pas survivre en présence d'oxygène atmosphérique », explique Hall. « Ils meurent en quelques minutes ou secondes. Et ils ne se développent jamais. »

Brantley et son équipe de recherche ont réussi à tirer parti des progrès scientifiques réalisés au cours des 15 dernières années dans la culture en laboratoire de ces microbes qui survivent et se multiplient sans oxygène.

Le deuxième obstacle était l'absence de séquençage génomique des microbiomes intestinaux. Les récents progrès en séquençage génétique signifient que l'équipe de recherche dispose désormais de plus de séquences sur lesquelles travailler pour observer le fonctionnement des microbes intestinaux.

« Dans notre cas, nous avons identifié les microbes qui décomposent la bilirubine et ceux qui ne le font pas », explique Hall. « Ensuite, nous avons effectué une analyse génomique complète entre les deux pour identifier les gènes candidats. »

VERS LE MICROBIOME INTESTINAL

Dans le cadre de l'étude, l'équipe de recherche a comparé les génomes des espèces vivant dans l'intestin humain qui transforment la bilirubine en urobilinogène avec ceux des espèces vivant également dans l'intestin mais incapables d'effectuer cette transformation. Ils ont ainsi identifié le gène codant pour la bilirubine réductase. Ensuite, en utilisant la bactérie Escherichia coli (E. coli), ils ont testé si l'enzyme en question pouvait transformer la bilirubine en urobilinogène aussi efficacement que dans les autres bactéries intestinales.

Après avoir recherché ce gène dans toutes les espèces bactériennes connues, les chercheurs ont découvert que l'enzyme était principalement produite par une espèce bactérienne appartenant à un vaste groupe de bactéries appelé Firmicutes, qui domine le microbiome intestinal. En effectuant un dépistage génétique du microbiome intestinal de plus de 1 000 adultes pour trouver le gène responsable de la coloration de l'urine, les scientifiques ont découvert que 99,9 % de ces personnes hébergeaient la bactérie intestinale porteuse du gène de la bilirubine réductase.

« Pour moi, le plus surprenant était de voir à quel point cette fonction est répandue chez les adultes », déclare Hall. « En fait, l'urine de tout le monde est jaune et les selles de tout le monde sont brunes, nous savions donc que des microbes devaient en être responsables. En réalité, ces microbes ne sont pas si nombreux, mais ils sont essentiellement présents chez chaque individu. »

APPLICATIONS POSSIBLES EN MÉDECINE

L'étude a également examiné si ce gène était présent chez les adultes atteints de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) et chez les nourrissons atteints de jaunisse. Le gène n'a été trouvé que chez environ 68 % des personnes atteintes de MICI et chez environ 40 % des nourrissons de moins de trois mois présentant un risque élevé de jaunisse. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, l'identification de ces enzymes et gènes pourrait aider à développer de meilleurs traitements pour les MICI, la jaunisse et même les calculs biliaires.

« Les gens sont très enthousiastes à propos de la santé intestinale, et j'aime en parler avec eux », déclare Hall. « Tout le monde a soit un problème intestinal, soit une connaissance qui en a un. Je pense qu'il existe une opportunité immense pour réguler positivement le microbiome intestinal et la santé intestinale des gens. »