Le N-oxyde de triméthylamine dans les maladies cardiovasculaires

Une analyse exhaustive, fondée sur des données probantes, de la causalité par rapport à Biomarqueur Association

Note de la rédaction concernant cette révision

Il s'agit de la deuxième révision. La première avait corrigé les problèmes de précision détectés lors d'une vérification croisée avec la littérature primaire — notamment, la statistique d'introduction précédente (“ a méta-analyse sur 44 cohortes comprenant plus de 84 000 personnes… un risque accru de MCV de 29%, une mortalité cardiovasculaire accrue de 51%, un risque accru de 30% mortalité toutes causes confondues”), qui n’a pu être retrouvé dans aucune méta-analyse publiée et qui avait été attribué à un site web commercial proposant des tests ; il a été remplacé par des chiffres vérifiés issus des trois principales méta-analyses (Qi 2018 ; Schiattarella 2017 ; Heianza 2017). La bibliographie a été reconstituée à partir de sources primaires indexées dans PubMed/PMC.

Cette révision intègre en outre un audit externe de la précision. Ses principales contributions — reprises ici — sont le recalibrage des modèles de Bradford Hill et NOTE jugements (en distinguant la force de l'association observée de l'argument plus faible en faveur de causalité), la réévaluation de la célèbre cohorte Tang 2013 publiée dans le NEJM, ainsi qu'une formulation épistémique plus rigoureuse permettant de distinguer “ l'absence de preuve d'un effet causal important ” de “ la preuve d'un causalité inverse.”. Une phase de peaufinage ultérieure a permis d’ajouter un résumé des données classé par niveaux, une analyse stratifiée en fonction de la fonction rénale, une section consacrée aux limites et aux pistes de recherche futures, ainsi qu’un compte rendu équilibré des divergences d’interprétation entre les experts, et a permis de finaliser la migration de toutes les citations vers des sources primaires ayant fait l’objet d’une évaluation par les pairs.

Deux recommandations d’audit ont été rejetées après vérification par rapport aux sources primaires : la modification proposée du chiffre concernant la γ-butyrobétaïne, qui passerait d’environ 1 000 fois à environ 50 fois (la valeur d’environ 1 000 fois est le chiffre rapporté par Koeth 2014, Cell Metab), ainsi que la demande d’atténuer le résultat concernant l’inhibition de FMO3 chez la souris (“ empêche totalement… ” est la formulation utilisée par les auteurs dans Miao 2015, Nat Commun). Plusieurs autres réserves formulées lors de l’audit concernaient des données statistiques que l’audit n’avait pas pu récupérer, mais qui ont été vérifiées de manière indépendante ici (par exemple, les chiffres de LIRKO > 1 000 fois/2,5 fois et les tailles d’effet de Jia 2019 concernant la MR). Les détails relatifs au volume et à la page dans la liste des références doivent encore faire l’objet d’une dernière vérification croisée avant la soumission.

Voies biosynthétiques et métabolisme méta-organismique du TMAO

La production de N-oxyde de triméthylamine en circulation (TMAO) chez l'être humain est un processus impliquant plusieurs organismes, qui nécessite une interaction coordonnée entre l'apport alimentaire, le microbiote gastro-intestinal et les enzymes hépatiques de l'hôte ^[1,3]. La cascade commence par l'ingestion de précurseurs d'amines quaternaires — principalement choline, la phosphatidylcholine (lécithine), L-carnitine, et la bétaïne ^[1]. Ces nutriments sont présents en abondance dans les aliments d'origine animale tels que viande rouge, les jaunes d'œufs et les produits laitiers entiers, bien qu'ils jouent également un rôle essentiel dans les membranes cellulaires végétales ^[1,2].

Une fois que ces précurseurs pénètrent dans le tractus gastro-intestinal, une partie d'entre eux échappe à l'absorption proximale et parvient jusqu'à l'iléon distal et au cæcum, où le microbiote anaérobie rompt les liaisons carbone-azote de ces précurseurs, libérant ainsi un gaz volatil, la triméthylamine (TMA) ^[1]. La choline est transformée directement en TMA par le système microbien choline-TMA-lyase, codé par le gène cutC et activé par son partenaire cutD ^[1].

Le catabolisme de la L-carnitine suit une voie plus complexe, en plusieurs étapes, impliquant différents intermédiaires bactériens. ^[2,4]. La L-carnitine est d'abord transformée par les bactéries intestinales en γ-butyrobétaïne (γBB); le canonique carnitine La monoxygénase (cntA/B) nécessite de l'oxygène ; il est donc peu probable qu'elle constitue la voie métabolique dominante dans le côlon, où les conditions sont largement anoxiques. lumens, où la voie anaérobie du γBB prédomine ^[4,5]. Dans les études utilisant des traceurs isotopiques et d’incubation intestinale chez la souris, le γBB est produit à un rythme environ 1 000 fois supérieur à celui de la formation directe de TMA et constitue le principal métabolite intestinal de la L-carnitine alimentaire ; il est soit absorbé dans la circulation systémique — où il peut agir comme un intermédiaire proathérogène indépendant — soit métabolisé davantage par divers anaérobies, passant par la crotonobétaïne pour former du TMA ^[4,5].

Le TMA nouvellement synthétisé est lipophile et diffuse à travers la muqueuse intestinale pour rejoindre la circulation porte, qui l'achemine vers le foie. ^[3]. Dans les hépatocytes, le TMA est oxydé en TMAO, un composé inodore et hydrosoluble, au cours d’une réaction catalysée par la famille des monooxygénases à base de flavine (FMO), principalement l’isoforme FMO3 — la FMO la plus abondante et la plus active dans le foie humain adulte ^[6,7].

Dans des conditions physiologiques normales, le TMAO systémique est réparti dans l'ensemble du liquide extracellulaire et éliminé principalement par les reins, avec filtration glomérulaire en tant que voie d'élimination principale ^[3,18]. La clairance rénale est donc le facteur déterminant le plus important des concentrations plasmatiques à l'état d'équilibre chez les personnes dont la fonction rénale est intacte ^[18,19].

FMO3 hépatique, résistance à l'insuline et syndrome métabolique

La FMO3 est une plaque tournante métabolique reliant la microbiote intestinal, le transport des lipides chez l'hôte et l'homéostasie énergétique systémique ^[7,8]. L'expression hépatique de Fmo3 est régulée par des hormones : dans les états de sensibilité à l'insuline, insuline inhibe la transcription du gène Fmo3, tandis que le glucagon et les glucocorticoïdes la stimulent ^[6,7].

Avec obésité, l'adiposité viscérale et l'adiposité hépatique résistance à l'insuline, cette suppression disparaît ^[7,8]. Un excès chronique d'acides gras libres entraîne une accumulation de diacylglycérol et l'activation de la PKC-epsilon, ce qui altère la signalisation du récepteur de l'insuline au niveau hépatique ; l'insuline ne pouvant plus freiner l'activité de la FMO3, l'expression et l'activité de la FMO3 hépatique augmentent ^[7,8].

Chez les souris présentant une inactivation spécifique du récepteur de l'insuline au niveau hépatique (LIRKO) — un modèle de résistance sélective à l'insuline hépatique —, le TMAO était le métabolite hépatique dont l'expression était la plus fortement augmentée parmi les 175 métabolites analysés, Fmo3 était le deuxième transcrit le plus fortement surexprimé, avec une augmentation de plus de 1 000 fois de l’ARNm de Fmo3 dans le foie, accompagnée d’une augmentation d’environ 2,5 fois du TMAO plasmatique par rapport aux témoins ^[7]. Dans les hépatocytes primaires, l'insuline a inhibé l'expression de la FMO3 tandis que le glucagon l'a augmentée ; de plus, les taux d'ARNm de la FMO3 hépatique étaient plus élevés chez les patients souffrant d'obésité sévère et d'hyperglycémie que chez les témoins plus minces et normoglycémiques ^[7,8].

Cette surexpression n'est pas un marqueur inerte. L'inhibition antisens de Fmo3 chez des souris résistantes à l'insuline supprime l'expression de la protéine forkhead box protéine O1 (FoxO1) — un maillon central de la gluconéogenèse et de la lipogenèse hépatiques — et, dans ces modèles, empêche le développement de hyperglycémie, l'hyperlipidémie et athérosclérose même avec un régime riche en graisses ^[7,8]. Sur le plan mécanistique, la FMO3 influence glucose et la gestion des lipides, en partie grâce à une réduction du stress du réticulum endoplasmique induit par les lipides et à la modulation de SREBP-2/Voie de signalisation FoxO1 ^[7,8].

Par conséquent, chez les sujets dont la fonction rénale est intacte, le taux plasmatique de TMAO pourrait refléter en partie l'activité hépatique sensibilité à l'insuline: lorsque la résistance à l'insuline lève le frein sur la Fmo3, la conversion du TMA d'origine intestinale en TMAO systémique peut s'accélérer ^[7,8]. Ce mécanisme est solidement étayé dans les modèles murins et hépatocytaires, et les données issues de biopsies hépatiques humaines montrent une expression plus élevée de la FMO3 chez les personnes obèses et hyperglycémiques ; néanmoins, les données humaines actuelles sont insuffisantes pour considérer le TMAO circulant comme un biomarqueur autonome validé de la résistance hépatique à l'insuline. Il convient de qualifier cette relation de « plausible sur le plan mécanistique » plutôt que de « cliniquement établie ». ^[7,8].

Causalité : randomisation mendélienne contre données observationnelles

La question de savoir si le TMAO est un facteur causal direct de l'athérosclérose maladie cardiovasculaire (ASCVD) ou un biomarqueur corrélatif d'un dysfonctionnement métabolique et rénal est mieux évalué en comparant les études observationnelles et les études génétiques ^[13]. Des études de cohortes observationnelles montrent une association constante, dépendante de la dose, entre un taux plasmatique élevé de TMAO et événements cardiovasculaires indésirables majeurs (MACE) ^[10,11,12]. Dans cette étude prospective de référence portant sur 4 007 patients subissant une angiographie coronarienne élective, un taux élevé de TMAO à jeun était prédictif de décès, infarctus du myocarde, ou accident vasculaire cérébral sur trois ans, avec un rapport des cotes de 2,54 entre la valeur la plus élevée et la plus faible quartile qui sont restées significatives après ajustement pour tenir compte des facteurs traditionnels facteurs de risque ^[3].

Les principales méta-analyses publiées quantifient cette association. Qi et al. (2018), en regroupant 11 cohortes prospectives, a mis en évidence un risque accru de 23% d'événements cardiovasculaires (HR 1,23, IC à 95 % : 1,07–1,42) et un risque accru de 55% de mortalité toutes causes confondues (HR 1,55, IC à 95 % : 1,19–2,02) pour les taux élevés de TMAO par rapport aux taux faibles ^[10]. Schiattarella et al. (2017), après avoir regroupé 17 études portant sur 26 167 sujets, ont constaté qu’un taux élevé de TMAO était associé à une mortalité toutes causes confondues 91% plus élevée (HR 1,91, IC à 95 % : 1,40–2,61) et à un risque accru de 67% d’événements cardiovasculaires et cérébrovasculaires majeurs (HR : 1,67, IC à 95 % : 1,33–2,11), avec un relation dose-effet soit une augmentation du risque de mortalité d'environ 7,61 TP9T par augmentation de 10 µmol/L ^[11]. Heianza et al. (2017) ont également rapporté que des taux élevés de TMAO étaient associés à un risque accru d'événements cardiovasculaires majeurs (HR 1,41) et de mortalité toutes causes confondues (HR 1,55) ^[12]. Ces observations trouvent un écho dans les données expérimentales : dans des modèles animaux et cellulaires, il a été démontré que le TMAO ou ses précurseurs favorisent la formation de cellules spumeuses et induisent une régulation à la hausse de macrophage les récepteurs scavenger (CD36, SR-A), altèrent transport inverse du cholestérol, et favorisent l'activation plaquettaire et thrombose ^[2,4,21].

À grande échelle Randomisation mendélienne (MR) remet en cause l'interprétation causale ^[13]. En utilisant les polymorphismes à un seul nucléotide comme indicateurs de l'exposition au cours de la vie, une analyse MR bidirectionnelle à deux échantillons s'appuyant sur les bases de données DIAGRAM, CARDIoGRAMplusC4D et la UK Biobank a révélé que les taux plus élevés de TMAO et de L-carnitine, prédits sur la base de données génétiques, n'étaient pas associés à maladie coronarienne, infarctus du myocarde, accident vasculaire cérébral, fibrillation auriculaire, de type 2 diabète, ou maladie rénale chronique après correction de Bonferroni (P ≤ 0,0005) ^[13].

Cette même analyse a mis en évidence une relation de causalité inverse : une prédisposition génétique au diabète de type 2 (β = 0,130 ± 0,036, P < 0,0001) et aux maladies chroniques maladie rénale (β = 0,483 ± 0,168, P = 0,004) était associé de manière causale à un taux plus élevé de TMAO dans le sang ^[13]. Il convient de lire attentivement ces résultats : ils n’établissent pas l’existence d’un effet causal direct important entre un taux élevé de TMAO tout au long de la vie et les maladies cardiovasculaires ; combinés aux signaux indiquant une relation inverse, ils concordent avec la conclusion des auteurs selon laquelle une grande partie de cette association observée pourrait s’expliquer par facteur de confusion et la causalité inverse — une affirmation plus défendable que de prétendre que toute association observée résulte d'une causalité inverse ^[13].

Une analyse MR distincte a toutefois suggéré une éventuelle contribution causale du TMAO et de la L-carnitine, tels que prédits par analyse génétique, à des niveaux plus élevés pression artérielle systolique, ce qui indique que, bien que primaire athérogenèse bien que cela ne soit pas étayé par des données génétiques, on ne peut exclure qu'il joue un rôle mineur dans le remodelage vasculaire et la pathologie hypertensive ^[14].

Intégration systémique des facteurs de confusion

Plusieurs variables influencent à la fois le taux de TMAO circulant et le risque cardiovasculaire, et expliquent en grande partie les divergences observées entre les différentes études :

• Fonction rénale (eGFR, cystatine C) : la filtration glomérulaire constitue la principale voie d’élimination ; ainsi, toute diminution de l’eGFR entraîne une augmentation du TMAO systémique, indépendamment du régime alimentaire ou de l’activité du microbiome, ce qui fait de la fonction rénale le facteur le plus important facteur de confusion dans les études observationnelles sur le TMAO ^[18,19].
• La sensibilité à l'insuline et syndrome métabolique: la résistance hépatique à l'insuline entraîne une surexpression de la FMO3, ce qui accélère la conversion du TMA en TMAO ; le TMAO circulant pourrait donc refléter en partie la sensibilité hépatique à l'insuline, bien que la validation chez l'homme reste incomplète ^[7,8].
• Systémique inflammation: Le TMAO présente une corrélation avec la hsCRP et IL-6, qui commandent indépendamment remodelage artériel et plaque instabilité ^[20].
• Avancée en âge : le vieillissement entraîne une diminution du débit de filtration glomérulaire (DFG) et de la perfusion hépatique, ainsi qu'une augmentation de rigidité artérielle, qui sont tous associés à des taux plasmatiques plus élevés de TMAO ^[9,31].
• Composition du microbiome : l'efficacité de la conversion des précurseurs en TMA dépend de la structure de la communauté (par exemple, les proportions relatives de cutC/cutD et de cntA/B), de sorte que les différences taxonomiques modifient le TMAO systémique ^[1,4].
• Médicaments et xénobiotiques : les antibiotiques à large spectre inhibent le microbiote intestinal et suppriment la production de TMAO, mais rien ne prouve que cette inhibition de la production de TMAO par les antibiotiques se traduise par une amélioration des résultats cardiovasculaires à long terme (aucun essai n’a été conçu pour tester cette hypothèse) ; à l’inverse, les traitements standard de l’insuffisance cardiaque améliorent les marqueurs de la contrainte myocardique sans réduire le TMAO, ce qui indique que ces agents n’agissent pas par le biais de la voie du TMAO ^[3,21].

Valeur prédictive indépendante et facteur de confusion rénal

Une question centrale en lipidologie clinique est de savoir si le TMAO permet de prédire des événements après prise en compte de la fonction rénale et des facteurs de risque traditionnels. ^[16]. Le TMAO étant éliminé par voie rénale, sa valeur pronostique dépend fortement de la manière dont la fonction rénale est prise en compte dans les modèles multivariables ^[16,17].

Lorsque les cohortes sont ajustées en fonction du DFG estimé ou de la cystatine C à l'inclusion, la valeur pronostique du TMAO est souvent atténuée, voire supprimée. Dans une vaste cohorte danoise d’environ 1 159 personnes atteintes de diabète de type 1 suivies pendant une durée médiane d’environ 15 ans, un taux plasmatique élevé de TMAO était associé à la mortalité toutes causes confondues et à la mortalité cardiovasculaire, aux événements cardiovasculaires combinés, aux événements coronariens, aux accidents vasculaires cérébraux, aux hospitalisations pour insuffisance cardiaque et à l’insuffisance rénale terminale, indépendamment des facteurs de risque conventionnels ; après un ajustement supplémentaire sur le DFG initial, ces associations sont devenues non significatives pour l’ensemble des critères d’évaluation, et le TMAO présentait une forte relation inverse avec le DFG initial (R² = 0,29, P < 0,001) — ce qui concorde avec le fait que sa valeur pronostique dépend en grande partie de la clairance rénale ^[15].

La cohorte PREVEND, issue de la population générale, présente la même tendance : parmi 5 469 participants suivis pendant une durée médiane de 8,3 ans, le TMAO a permis de prédire la mortalité toutes causes confondues après ajustement sur les facteurs de risque (HR 1,36, IC 95% : 0,97–1,91), mais cette association a disparu après un ajustement supplémentaire sur l’albuminurie et le DFG estimé (HR : 1,15, IC 95 % : 0,81–1,64), et la relation entre le TMAO et la mortalité a été significativement modifiée par la fonction rénale (P d’interaction = 0,002) ^[17].

Des cohortes de personnes âgées issues de la population générale viennent corroborer ces résultats. Dans l’étude sur la santé cardiovasculaire (Cardiovascular Health Study), les mesures en série du TMAO ont permis de prédire l’apparition et la récidive d’une maladie cardiovasculaire aorto-cérébrale (ASCVD), mais un ajustement supplémentaire sur le DFG estimé (eGFR) a atténué l’association avec la récidive d’ASCVD jusqu’à la non-significativité (HR 1,10, IC 95 % 0,87–1,39 ; P-tendance = 0,179), et le signal du TMAO était concentré chez les participants présentant une fonction rénale réduite ^[16]. L’étude complémentaire « Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis » (6 767 adultes) a également mis en évidence une association dose-dépendante entre le TMAO et les maladies cardiovasculaires atheroscléreuses (ASCVD) (rapports de risque [HR] par quintile : 1,02 ; 1,17 ; 1,23, 1,33) qui semblait plus marquée chez les sujets présentant un eGFR initial inférieur à 60 ml/min/1,73 m² ^[16].

Ces observations viennent étayer une interprétation fondée sur une double nature. En cas de fonction rénale normale et de sensibilité à l'insuline préservée, les fluctuations physiologiques du TMAO semblent cliniquement bénignes — il n'a pas été démontré qu'elles augmentaient le risque d'événements cardiovasculaires — et ce biomarqueur se comporte comme un simple « passager ». ^[8]. Dans les cas d’IRC modérée à sévère, cependant, un cercle vicieux urémique — dysbiose, augmentation de la perméabilité des muqueuses et altération de la clairance — entraîne une accumulation supraphysiologique ^[18,19]. À ces concentrations, des travaux expérimentaux établissent un lien entre le TMAO et inflammasome NLRP3 l'activation, la fibrose tubulo-interstitielle induite par le TGF-β/Smad3 et les lésions endothéliales, ce qui suggère une transition d'un marqueur passif vers un marqueur actif toxine urémique en cas d'insuffisance rénale avancée ^[19,30].

La force des preuves concernant la pathogénicité du TMAO varie donc considérablement selon le niveau de fonction rénale, et il convient de bien distinguer ces deux aspects. En cas de fonction rénale normale, le TMAO est principalement un marqueur dépendant de l’alimentation et du microbiome, sans risque indépendant avéré d’événements ; dans les cas d’IRC légère à modérée, les concentrations augmentent à mesure que la clairance diminue et l’association pronostique se renforce, mais reste difficile à dissocier de la baisse du DFG estimé elle-même ; dans les stades avancés de l’IRC et chez les patients sous dialyse, le TMAO atteint des concentrations plusieurs fois supérieures, suit de près l’évolution de la fonction rénale et — comme le confirment des modèles cardiorénaux expérimentaux — contribue très probablement à la pathologie cardiorénale, et n’en est pas simplement un marqueur ^{[17,18,19,31]}.

Tableau 5. TMAO en fonction du niveau de fonction rénale.

État rénal	TMAO typique	Association pronostique	Meilleure interprétation
Normal (eGFR ≥ 60, absence d'albuminurie)	Faible, sensible au régime alimentaire	Faible/absent après ajustement	Marqueur des habitudes alimentaires et du microbiome chez les passagers [16]
Insuffisance rénale chronique légère à modérée	Augmentation progressive	Présent, mais confronté à des problèmes liés au DFG estimé	Marqueur de la clairance et de la gravité de la maladie [16,17]
Insuffisance rénale chronique avancée / dialyse	multipliée par plusieurs	Puissant ; surveille la fonction rénale	Facteur susceptible de contribuer activement aux lésions cardiorénales [18,19,31]

Habitudes alimentaires et cinétique métabolique après provocation

Le régime alimentaire à long terme influence la capacité à synthétiser le TMAO. Dans les études portant sur l’administration de carnitine ou de choline, les omnivores produisent nettement plus de TMAO après ingestion que les végétariens et végétaliens de longue date, une différence due à l’exposition chronique à des nutriments d’origine animale favorisant la sélection de taxons producteurs de TMA. ^[5,24]. La suppression du microbiote à l'aide d'antibiotiques à large spectre empêche la formation de TMAO après l'exposition chez les deux groupes, ce qui confirme le rôle indispensable de l'étape microbienne ^[5].

Cette capacité est réduite, mais pas inexistante, chez les personnes suivant un régime végétal : les végétariens de longue date peuvent encore présenter des réponses importantes en TMAO après un test de charge orale en carnitine. ^[24]. Dans le cadre d'une étude pilote randomisée en double aveugle, une seule greffe de microbiote fécal provenant d’un donneur végétalien maigre chez des omnivores atteints du syndrome métabolique a modifié la composition du microbiote des receveurs, mais n’a pas altéré la conversion de la carnitine ou de la choline en TMAO, ni l’inflammation de la paroi artérielle sur une période de deux semaines, ce qui souligne la résilience du phénotype métabolique de l’hôte ^[23].

Tableau 1. Habitudes alimentaires et métabolisme du TMAO (résumé directionnel).

Profil alimentaire	TMAO plasmatique à jeun	Cinétique post-test (carnitine/choline par voie orale)	Caractéristiques principales du microbiote	Risque d'accident cardiovasculaire
Végétaliens	Faible [24]	Génération faible / minimale de TMAO ou de γBB [5,24]	Taxons à forte capacité de fermentation des fibres ; faible présence de cutC/cutD	Une incidence plus faible dans les études observationnelles sur l'alimentation (il s'agit d'un résultat lié au régime alimentaire, et non d'un résultat spécifique au TMAO) [23,24]
Végétariens	Faible à modéré [24]	Niveau intermédiaire ; capacité de conversion résiduelle conservée [24]	Grande diversité ; rapports C/D et cntA/B variables	Omnivores à consommation réduite par rapport aux omnivores classiques [24]
Omnivores	Modéré [5]	Augmentation postprandiale marquée et rapide des taux de TMAO et de γBB [5]	Présence plus importante de taxons convertissant la carnitine et la choline	Référence standard [16]
Les grands consommateurs de viande rouge	Surélevé [2,5]	Pics importants et prolongés de TMAO et de γBB après les repas [5]	Voie métabolique impliquant la carnitine, enrichie [5]	Élevé (en fonction de la matrice) [16,25]

Les régimes alimentaires riches en végétaux maintiennent le taux de TMAO à un niveau bas, tant à jeun qu'après les repas, en partie grâce aux fibres solubles fibre et polyphénols: les fibres agissent comme un prébiotique qui favorise les taxons producteurs d'AGCC et ralentit l'absorption des nutriments, tandis que les polyphénols semblent capables d'inhiber l'activité microbienne de la TMA-lyase dans des modèles expérimentaux ^[5,24]. La question est de savoir si la baisse du taux de TMAO constitue en soi le mécanisme à l'origine de la réduction du risque cardiovasculaire de régimes à base de plantes reste en suspens, car ces régimes alimentaires réduisent simultanément le taux de LDL-C, tension artérielle, la hsCRP et le poids corporel, ce qui rend difficile l'isolation de la contribution indépendante de la réduction du TMAO ^[10,11].

Le paradoxe de la consommation de poisson

La principale remise en cause empirique du modèle de la toxine directe est le paradoxe des poissons ^[20]. Les poissons marins accumulent des concentrations élevées de TMAO libre et préformé, qui agit comme un osmolite stabilisant les protéines face à la pression, à la salinité et à l'urée ^[20]. La TMAO préformée étant absorbée directement, sans intervention microbienne, la consommation de fruits de mer entraîne des pics rapides et importants de TMAO dans le plasma et l'urine ^[3].

L'ampleur du phénomène est frappante. Un repas à base de morue ou de flétan peut multiplier par plusieurs fois le taux plasmatique de TMAO en quelques heures — par exemple, passant d'une valeur de référence proche de 9 µmol/L à environ 23 µmol/L après la consommation de morue lors d'un test de provocation contrôlé. ^[27]—et d’anciennes études nutritionnelles ont montré que les consommateurs réguliers de produits de la mer présentaient des taux bien plus élevés que ceux qui suivaient un régime à base d’œufs et de viande rouge (de l’ordre de plusieurs milliers de µmol/L contre quelques centaines seulement dans les données pilotes citées) ^[28]. Ces résultats dépassent ceux généralement observés avec un régime riche en viande rouge ou en œufs ^[27,28].

Si le TMAO circulant était un facteur direct de l'athérosclérose, de la thrombose et de l'inflammation artérielle, les régimes alimentaires riches en poisson devraient accélérer l'évolution de ces maladies ; or, la consommation de poisson et de fruits de mer est systématiquement associée à une diminution de maladie coronarienne, accident vasculaire cérébral, mort subite d'origine cardiaque, ainsi que la mortalité toutes causes confondues, et ce bénéfice s'étend aux poissons blancs maigres dont la teneur en oméga-3 est négligeable ^[20]. Plusieurs arguments tentent de résoudre ce paradoxe, mais chacun présente des limites :

• Masquage par les lipides marins : les effets anti-inflammatoires et anti-arythmiques de l'EPA et du DHA l'emportent sur la toxicité du TMAO — mais cela n'explique pas les bienfaits des poissons blancs maigres pauvres en oméga-3 ^[20].
• Cinétique transitoire : les pics provoqués par la consommation de fruits de mer disparaissent en environ 24 heures et sont donc bénins, tandis que la synthèse microbienne liée à la viande rouge est chronique ; toutefois, les consommateurs réguliers de fruits de mer présentent un taux de base de TMAO chroniquement élevé sans atteinte vasculaire manifeste. ^[20].
• Hypothèse du marqueur de dysbiose : le TMAO issu de la TMA est nocif principalement en tant qu'indicateur d'un microbiote intestinal dysbiotique et pro-inflammatoire et d'une barrière intestinale altérée, tandis que le TMAO issu des fruits de mer contourne cette étape microbienne et ne reflète ni n'induit de dysbiose ^[20].

Les études portant sur l’alimentation des poissons remettent sérieusement en cause le modèle monotone simpliste selon lequel “ un taux de TMAO plus élevé équivaut à une plus grande toxicité vasculaire ”. Elles n’excluent pas en soi des effets spécifiques au contexte — par exemple dans le cas d’une thrombose aiguë ou d’une insuffisance rénale chronique avancée —, mais elles s’opposent fermement à l’idée que le TMAO circulant agisse comme une toxine vasculaire primaire à des concentrations physiologiques ou modérément élevées chez l’homme. ^[20].

Viande rouge et risque cardiovasculaire : distinguer le TMAO des autres mécanismes

L'athérosclérose est due à rétention sous-endothéliale de l'apolipoprotéine B lipoprotéines et le recrutement de cellules dérivées des monocytes cellules spumeuses. La question de savoir si la viande rouge non transformée accélère ce processus principalement par la voie du TMAO ou par d'autres mécanismes reste ouverte, car la viande rouge contient plusieurs composants bioactifs, chacun étant associé de manière indépendante à des lésions vasculaires ^[25].

Tableau 2. Mécanismes athérogènes potentiels des composants de la viande rouge.

Composant	Mécanisme proposé	Biomarqueurs associés	Modificateurs principaux
Acides gras saturés	Réduire l'expression hépatique Récepteurs des LDL, ce qui entraîne une augmentation du taux de LDL-C/ApoB et la rétention au niveau de la paroi artérielle	LDL-C, ApoB	Le remplacement des acides gras saturés (SFA) par des acides gras polyinsaturés (PUFA) ou des protéines végétales réduit le risque [25]
Fer hémique	Catalyse la formation de ROS par le processus de Fenton, favorisant ainsi LDL peroxydation	LDL oxydées, MDA, F2-isoprostanes	Le calcium et les polyphénols chélatent le fer, ce qui réduit l'oxydation
Sodium (viandes transformées)	Contrainte de cisaillement endothéliale, rigidité artérielle, dépendante du volume hypertension	Tension artérielle, NT-proBNP	Les régimes riches en potassium (DASH) atténuent
Produits finaux de glycation avancée	La liaison du RAGE active le NF-κB et les molécules d'adhésion vasculaires	hsCRP, TNF-α, IL-6	La cuisson à basse température réduit la formation d'AGE
Voie de la L-carnitine / TMAO	Supprime la marche arrière cholestérol transport ; stimule l'expression des récepteurs « scavenger »	TMAO, γBB, crotonobétaïne	Une matrice riche en fibres et en polyphénols (méditerranéenne) atténue [5,24]

Bien que l'administration de L-carnitine ou de choline à des rongeurs entraîne une aggravation de l'athérosclérose d'une manière dépendante du microbiote ^[2], il est difficile d'isoler cet effet chez l'être humain ^[25]. Dans les essais randomisés, le risque cardiovasculaire lié à la consommation de viande rouge non transformée dépend fortement du régime alimentaire de comparaison : le fait de remplacer la viande rouge par des protéines végétales de haute qualité réduit le taux de cholestérol LDL et l'incidence des maladies coronariennes ^[25]. Il convient notamment de souligner que l'intégration de viande de bœuf maigre et non transformée dans un régime de type méditerranéen (riche en acide gras monoinsaturé, les fibres et les polyphénols) peuvent accroître la diversité du microbiote et réduire les taux de TMAO dans le sang et dans l'urine par rapport à un régime américain riche en graisses saturées ^[25].

Cela indique que le potentiel proathérogène de la viande rouge n'est pas uniquement lié à la L-carnitine ou à la production de TMAO, mais qu'il dépend de la matrice alimentaire dans son ensemble — une alimentation riche en graisse saturée, une alimentation pauvre en fibres, riche en sodium et l'inflammation, en interaction avec les voies métaboliques microbiennes ^[5,25]. L'essai croisé SWAP-MEAT (n = 36 ; réalisé sur un seul site, sans période de sevrage) illustre la prudence dont il faut faire preuve dans l'interprétation des résultats : le taux global de TMAO était plus faible pendant la phase de consommation de viande végétale (2,7 contre 4,7 µmol/L, P = 0,012), mais cet essai a été financé par un fabricant de viande d’origine végétale, et cet effet s’explique par un effet d’ordre significatif (P = 0,023) : la différence n’est apparue que chez les participants ayant consommé de la viande animale en premier (2,9 contre 6,4 µmol/L, P = 0,007) et non chez ceux qui avaient consommé de la viande végétale en premier (2,5 contre 3,0 µmol/L, P = 0,23). L’essai n’a pas démontré — et, avec un échantillon de n = 36, n’avait pas la puissance statistique nécessaire pour le faire — que ces variations transitoires du TMAO se traduisaient par des différences en termes d’inflammation artérielle ou d’événements cliniques graves ^[22].

Évaluation systématique à l'aide des critères de Bradford Hill

Tableau 3. Évaluation selon le modèle de Bradford Hill du TMAO circulant en tant que médiateur causal des maladies cardiovasculaires.

Critère	Application au TMAO et aux maladies cardiovasculaires	Statut
Force	Les rapports de risque (HR) observés se situent approximativement entre 1,2 et 2,5 pour les événements et la mortalité (par exemple, un HR de 2,54 rapporté dans le NEJM pour une cohorte à haut risque ayant subi une angiographie) ; ils sont modérés dans les contextes à faible risque et nettement atténués après ajustement en fonction du DFG estimé. [3,10,11,16,17]	Faible à modérée
Cohérence	Fortement reproductible en tant qu'association observationnelle dans différentes cohortes, mais non corroboré en tant qu'effet causal dans le cadre mendélien randomisation [3,10,11,12,13]	Valeur élevée pour l'association ; faible pour l'ensemble des modèles
Spécificité	Un taux élevé de TMAO est associé au diabète, à la stéatose hépatique non alcoolique, à l'obésité, à l'insuffisance rénale chronique et à d'autres pathologies ; il n'est pas spécifique aux maladies vasculaires. [7,18]	Non satisfait
Temporalité	Des études de cohortes prospectives montrent qu'un taux élevé de TMAO précède les événements (ordre temporel établi) ; une analyse de relations de causalité bidirectionnelle indique que cet ordre est faussé par une causalité inverse liée au diabète de type 2 et à l'insuffisance rénale chronique. [3,13]	Réunion pour passer commande ; décontenancé
Gradient biologique	Une relation dose-réponse a été mise en évidence pour la mortalité et la tension artérielle, mais elle reste sensible à l'effet de confusion lié à la fonction rénale [11,14]	Partiellement satisfait
Plausibilité	Voies cellulaires cohérentes : régulation à la hausse des récepteurs « scavenger », altération du transport inverse du cholestérol, NF-κB/NLRP3 activation, hyperréactivité plaquettaire [4,21]	Met (expérimental)
Cohérence	Le paradoxe du poisson contredit un modèle toxinologique simpliste — les produits de la mer font grimper le taux de TMAO tout en ayant un effet cardioprotecteur —, même si des effets dépendants du contexte ne sont pas exclus. [20]	Partiellement non satisfait
Expérience	L'alimentation à base de rongeurs accélère l'athérosclérose ; aucun essai clinique chez l'homme n'a encore démontré que la réduction du TMAO diminue les incidents ou l'inflammation vasculaire [2,29]	Partiel (animaux uniquement)
Analogie	Ressemble à des marqueurs dépendants de la clairance (ADMA, cystatine C) reflétant l'interaction entre les reins et le cœur ; cette analogie sert à formuler des hypothèses, mais ne constitue pas une preuve causale. [15,17]	Faible / non probant

Tout bien considéré, l’association observée est forte et biologiquement plausible, mais les critères les plus déterminants en matière de causalité — cohérence entre les études, spécificité, absence de confusion due à une causalité inverse et cohérence avec les données sur la consommation de poisson — ne sont que partiellement remplis, voire pas du tout. Ce cadre permet donc de considérer le TMAO comme un marqueur de risque fiable, sans toutefois parvenir à l'établir comme un facteur causal principal de l'ASCVD chez l'homme. ^[13,20].

GRADE : Niveau de certitude des preuves

La méthode GRADE s'applique mieux à des questions distinctes qu'à un jugement global unique mêlant pronostic, génétique, les mécanismes physiologiques et la réactivité alimentaire. Les données sont donc réparties en quatre questions distinctes, chacune dotée de son propre niveau de certitude.

Tableau 4. Résumé GRADE par question.

Question	Conclusion	Certitude	Base
Le TMAO est-il un biomarqueur pronostique dans les cohortes à haut risque ?	Le taux initial de TMAO permet de prédire les événements cardiovasculaires majeurs (MACE), insuffisance cardiaque, ainsi que la mortalité chez les patients atteints de coronaropathie, de syndrome coronarien aigu, d'insuffisance cardiaque et d'insuffisance rénale chronique [3,10,11,12]	Modéré	Vastes cohortes homogènes présentant une relation dose-réponse, dont les résultats ont été revus à la baisse en raison d'un effet de confusion important lié à la fonction rénale et à la gravité de la maladie [15,16,17]
Le TMAO est-il un facteur causal des événements ASCVD chez l'homme ?	Les taux de TMAO et de carnitine prédits génétiquement ne présentent aucun lien direct avec la coronaropathie, l'infarctus du myocarde, l'AVC, la fibrillation auriculaire ou le diabète de type 2 ; l'alimentation des rongeurs accélère la formation de plaques. [2,13]	Faible	Plausibilité animale, mais absence de soutien des analyses de MR en faveur d’un effet direct important ; indirectivité chez les rongeurs (aucun CETP, un métabolisme différent des acides biliaires, des doses supraphysiologiques) [7,13]
La réduction du taux de TMAO permet-elle d'améliorer les résultats cliniques ?	Les inhibiteurs de la TMA-lyase réduisent le taux de TMAO et l'athérosclérose chez l'animal ; il n'existe aucun essai clinique portant sur les résultats chez l'homme. [21,29]	Très bas	Aucun essai clinique randomisé chez l'homme portant sur la réduction sélective du TMAO et évaluant des critères de jugement cliniques concrets n'a été rapporté
L'alimentation peut-elle modifier de manière significative le taux de TMAO dans le sang ?	La consommation de viande rouge augmente le taux de TMAO circulant, tandis que les régimes riches en fibres et en végétaux, ainsi que la suppression des antibiotiques, le réduisent. [5,25]	Haut	Des études croisées et de provocation randomisées, d'une qualité constante et de haut niveau, démontrant une plasticité microbienne rapide [5,25]

Aperçu de l'état actuel des connaissances

En résumé, les affirmations individuelles généralement regroupées sous le terme d“” hypothèse TMAO » présentent des degrés de certitude très variables et ne doivent pas être avancées avec le même niveau de certitude.

Tableau 6. Synthèse par niveau de la littérature scientifique sur le TMAO, du plus solide au plus faible.

Niveau de certitude	Demandes admises à ce niveau
Bien établi (degré de certitude élevé)	Le TMAO permet de prédire le risque cardiovasculaire chez les cohortes à haut risque ; une fonction rénale réduite entraîne une augmentation du TMAO circulant ; la consommation de fruits de mer augmente le TMAO ; le microbiote intestinal génère du TMA à partir de précurseurs alimentaires ; l'alimentation modifie de manière significative le TMAO.
Certitude modérée	La biologie du TMAO/FMO3 est liée à un dysfonctionnement métabolique ; les mécanismes cellulaires et animaux impliqués dans l'athérogenèse, la thrombose et le métabolisme du cholestérol sont biologiquement plausibles ; un effet causal modéré sur la pression artérielle systolique est possible
Faibles ou contradictoires	Le TMAO circulant est directement à l'origine d'événements athéroscléreux chez l'homme ; la réduction du taux de TMAO diminue le risque d'événements cardiovasculaires ; il existe un “ seuil toxique ” bien défini chez l'homme, en dehors des stades avancés de l'insuffisance rénale chronique.

Consensus scientifique et controverses persistantes

Le consensus a évolué : alors que le TMAO était auparavant considéré comme une simple toxine vasculaire, il est désormais reconnu comme un indicateur métabolique global situé à la croisée de la qualité de l'alimentation, de la composition du microbiome, du métabolisme hépatique et de la clairance rénale. ^[10,16]. En tant qu’outil pronostique, un taux élevé de TMAO permet une stratification utile du risque — en particulier dans les cas de coronaropathie établie, de syndrome coronarien aigu, d’insuffisance cardiaque et d’insuffisance rénale chronique — en mettant en évidence un dysfonctionnement rénal-cardiaque-intestinal qui n’apparaît pas dans les bilans standard des lipides, de la glycémie ou des marqueurs inflammatoires ^[16,18,32]. Plusieurs controverses persistent :

• Causalité : malgré sa plausibilité et sa pathogénicité chez les rongeurs, l’absence de données de MR, associée au « paradoxe des poissons », conduit de nombreux chercheurs à considérer le TMAO circulant comme un simple « passager » aux concentrations normales observées chez l’homme. ^[13,20].
• Ciblage thérapeutique : les inhibiteurs non létaux de la TMA-lyase (par exemple, le 3,3-diméthyl-1-butanol, l’iodométhylcholine) réduisent le TMAO, l’hyperréactivité plaquettaire et l’athérosclérose chez l’animal, mais on ignore s’ils diminuent les événements chez l’homme ; les détracteurs font valoir que la suppression d’un marqueur en aval sans s’attaquer aux facteurs tels que l’alimentation, la sédentarité et l’adiposité pourrait ne pas réduire les événements ^[29].
• La question de l'ajustement en fonction de l'eGFR : certains estiment que l'ajustement en fonction de l'eGFR entraîne une surcorrection, car le TMAO pourrait lui-même contribuer au déclin rénal (c'est-à-dire agir comme médiateur), tandis que d'autres soutiennent que, sans ajustement rigoureux en fonction du DFG mesuré ou de la cystatine C, le signal observé est faussé par une insuffisance rénale subclinique. ^[16,17].

Ces controverses reflètent une véritable divergence dans l’interprétation des experts. L’hypothèse causale a été défendue avec le plus de vigueur par le groupe de la Cleveland Clinic, dont le programme expérimental a donné lieu à une grande partie des travaux fondateurs : les études originales sur la voie de la phosphatidylcholine et de la L-carnitine, les mécanismes liés à la FMO3 et à l’hyperréactivité plaquettaire, ainsi que la validation de principe de l’inhibiteur de la TMA-lyase. ^{[1,2,4,21,29]}— et qui interprète les données convergentes issues des cohortes et des études mécanistiques comme la preuve d’un facteur causal modifiable. Une interprétation plus prudente, largement partagée par les épidémiologistes cardiovasculaires et les chercheurs en nutrition, met l’accent sur les résultats nuls de la randomisation mendélienne, le rôle prépondérant de la clairance rénale en tant que facteur de confusion et le « paradoxe du poisson », et considère le TMAO principalement comme un marqueur de l’alimentation, du microbiome et des interactions entre les reins et le cœur. Ces deux positions ne sont pas aussi éloignées qu’elles le paraissent : toutes deux acceptent la valeur pronostique et la voie microbienne, et divergent principalement sur la question de savoir si la réduction du TMAO circulant modifierait les événements cliniques chez l’homme — une question empirique que seul un essai randomisé portant sur les résultats pourra trancher. ^[13,20,29].

En résumé, le TMAO reste un biomarqueur précieux pour la stratification des risques et la nutrition de précision, mais l'ensemble des données génétiques et épidémiologiques disponibles s'oppose à l'hypothèse d'un rôle causal principal dans l'athérosclérose humaine. ^[13]. Des essais randomisés portant sur l’inhibition sélective de la TMA-lyase seront nécessaires pour déterminer si la réduction du taux de TMAO circulant permet de diminuer les événements — à condition qu’un agent s’avère sûr pour une utilisation à long terme chez l’homme, car tous les travaux concluants menés à ce jour restent au stade préclinique — ou si l’accent clinique doit continuer à être mis sur les facteurs déterminants fondamentaux : la qualité de l’alimentation, l’activité physique, la sensibilité à l’insuline et la santé rénale ^[13,29].

Limites des données disponibles à ce jour

Plusieurs contraintes s'appliquent à chacune des conclusions ci-dessus ; elles sont énoncées explicitement ici plutôt que laissées sous-entendues.

• La plupart des données issues d'études sur l'être humain sont de nature observationnelle, et même les cohortes de grande envergure et bien ajustées ne permettent pas d'exclure totalement facteurs de confusion résiduels en fonction de la fonction rénale, de la gravité de la maladie métabolique et de la qualité de l'alimentation.
• Il n'existe aucune étude clinique sur l'intervention humaine visant à réduire le taux de TMAO et à évaluer des critères d'évaluation cardiovasculaires majeurs ; la question thérapeutique reste donc en suspens, et non pas définitivement rejetée.
• La randomisation mendélienne présente certaines limites — pléiotropie potentielle des variants associés aux métabolites, instruments issus d’études GWAS portant sur des expositions relativement limitées, et hypothèses qui ne peuvent être entièrement vérifiées — ; ainsi, des résultats nuls issus de la MR ne permettent pas d’affirmer l’existence d’un effet important sur l’ensemble de la vie, mais n’excluent pas pour autant des effets spécifiques au contexte ou aigus.
• Les modèles animaux et cellulaires nécessitent souvent des expositions supraphysiologiques et présentent des différences par rapport à l'être humain en matière de métabolisme des lipoprotéines (par exemple, l'absence de CETP) et de métabolisme des acides biliaires, ce qui limite la transposition directe des résultats.
• Les dosages du TMAO et les intervalles de référence ne sont pas entièrement harmonisés d'un laboratoire à l'autre, ce qui complique la comparaison, d'une étude à l'autre, des concentrations absolues et des seuils proposés.
• Le TMAO peut exercer des effets biologiques différents selon sa concentration et le contexte clinique — il serait inerte à des niveaux physiologiques, mais pathogène aux concentrations supraphysiologiques observées dans les stades avancés de l’IRT — ; il n’est donc pas approprié de tirer une conclusion unique valable pour l’ensemble des populations.

Axes de recherche futurs

Les questions suivantes permettraient de faire évoluer le domaine de manière optimale, en passant d'une approche associative à une approche fondée sur la clarté causale :

• Les inhibiteurs sélectifs de la TMA-lyase permettent-ils de réduire les événements cardiovasculaires indésirables majeurs dans le cadre d'essais cliniques randomisés à long terme menés chez l'homme et dotés d'une puissance statistique suffisante ? Leur utilisation chronique est-elle sans danger ?
• Existe-t-il un seuil de concentration en TMAO clairement défini au-delà duquel une pathogénicité apparaît, en particulier aux différents stades de l'insuffisance rénale chronique ?
• Le TMA et le TMAO ont-ils des effets vasculaires et rénaux biologiquement distincts, et lequel des deux est le médiateur le plus direct ?
• Les variants génétiques courants du gène FMO3 modifient-ils le risque cardiovasculaire ou rénal chez l'être humain, offrant ainsi une expérience naturelle permettant d'établir un lien de causalité ?
• Le TMAO a-t-il des effets qualitativement différents selon que l'on observe une insuffisance rénale chronique avancée ou une fonction rénale préservée, comme le prédit le modèle de la double nature ?
• Une modification durable du microbiote intestinal (alimentation, prébiotiques ou consortiums modifiés génétiquement) peut-elle réduire durablement le taux de TMAO, et cela permet-il d’améliorer les paramètres vasculaires indépendamment des variations concomitantes du cholestérol LDL, de la tension artérielle et du poids ?

Références

1. Wang Z, Klipfell E, Bennett BJ, et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 2011;472(7341):57-63. doi:10.1038/nature09922
2. Koeth RA, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nat Med. 2013;19(5):576-585. doi:10.1038/nm.3145
3. Tang WH, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbial metabolism of phosphatidylcholine and cardiovascular risk. N Engl J Med. 2013;368(17):1575-1584. doi:10.1056/NEJMoa1109400
4. Koeth RA, Levison BS, Culley MK, et al. γ-Butyrobetaine is a proatherogenic intermediate in gut microbial metabolism of L-carnitine to TMAO. Cell Metab. 2014;20(5):799-812. doi:10.1016/j.cmet.2014.10.006
5. Koeth RA, Lam-Galvez BR, Kirsop J, et al. l-Carnitine in omnivorous diets induces an atherogenic gut microbial pathway in humans. J Clin Invest. 2019;129(1):373-387. doi:10.1172/JCI94601
6. Bennett BJ, de Aguiar Vallim TQ, Wang Z, et al. Trimethylamine-N-oxide, a metabolite associated with atherosclerosis, exhibits complex genetic and dietary regulation. Cell Metab. 2013;17(1):49-60. doi:10.1016/j.cmet.2012.12.011
7. Miao J, Ling AV, Manthena PV, et al. Flavin-containing monooxygenase 3 as a potential player in diabetes-associated atherosclerosis. Nat Commun. 2015;6:6498. Published 2015 Apr 7. doi:10.1038/ncomms7498
8. Shih DM, Wang Z, Lee R, et al. Flavin containing monooxygenase 3 exerts broad effects on glucose and lipid metabolism and atherosclerosis. J Lipid Res. 2015;56(1):22-37. doi:10.1194/jlr.M051680
9. Schugar RC, Shih DM, Warrier M, et al. The TMAO-Producing Enzyme Flavin-Containing Monooxygenase 3 Regulates Obesity and the Beiging of White Adipose Tissue. Cell Rep. 2017;19(12):2451-2461. doi:10.1016/j.celrep.2017.05.077
10. Qi J, You T, Li J, et al. Circulating trimethylamine N-oxide and the risk of cardiovascular diseases: a systematic review and meta-analysis of 11 prospective cohort studies. J Cell Mol Med. 2018;22(1):185-194. doi:10.1111/jcmm.13307
11. Schiattarella GG, Sannino A, Toscano E, et al. Gut microbe-generated metabolite trimethylamine-N-oxide as cardiovascular risk biomarker: a systematic review and dose-response meta-analysis. Eur Heart J. 2017;38(39):2948-2956. doi:10.1093/eurheartj/ehx342
12. Heianza Y, Ma W, Manson JE, Rexrode KM, Qi L. Gut Microbiota Metabolites and Risk of Major Adverse Cardiovascular Disease Events and Death: A Systematic Review and Meta-Analysis of Prospective Studies. J Am Heart Assoc. 2017;6(7):e004947. Published 2017 Jun 29. doi:10.1161/JAHA.116.004947
13. Jia J, Dou P, Gao M, et al. Assessment of Causal Direction Between Gut Microbiota-Dependent Metabolites and Cardiometabolic Health: A Bidirectional Mendelian Randomization Analysis. Diabetes. 2019;68(9):1747-1755. doi:10.2337/db19-0153
14. Wang H, Luo Q, Ding X, Chen L, Zhang Z. Trimethylamine N-oxide and its precursors in relation to blood pressure: A mendelian randomization study. Front Cardiovasc Med. 2022;9:922441. Published 2022 Jul 22. doi:10.3389/fcvm.2022.922441
15. Winther SA, Øllgaard JC, Tofte N, et al. Utility of Plasma Concentration of Trimethylamine N-Oxide in Predicting Cardiovascular and Renal Complications in Individuals With Type 1 Diabetes. Diabetes Care. 2019;42(8):1512-1520. doi:10.2337/dc19-0048
16. Lee Y, Nemet I, Wang Z, et al. Longitudinal Plasma Measures of Trimethylamine N-Oxide and Risk of Atherosclerotic Cardiovascular Disease Events in Community-Based Older Adults. J Am Heart Assoc. 2021;10(17):e020646. doi:10.1161/JAHA.120.020646
17. Gruppen EG, Garcia E, Connelly MA, et al. TMAO is Associated with Mortality: Impact of Modestly Impaired Renal Function. Sci Rep. 2017;7(1):13781. Published 2017 Oct 23. doi:10.1038/s41598-017-13739-9
18. Stubbs JR, House JA, Ocque AJ, et al. Serum Trimethylamine-N-Oxide is Elevated in CKD and Correlates with Coronary Atherosclerosis Burden. J Am Soc Nephrol. 2016;27(1):305-313. doi:10.1681/ASN.2014111063
19. Tang WH, Wang Z, Kennedy DJ, et al. Gut microbiota-dependent trimethylamine N-oxide (TMAO) pathway contributes to both development of renal insufficiency and mortality risk in chronic kidney disease. Circ Res. 2015;116(3):448-455. doi:10.1161/CIRCRESAHA.116.305360
20. Velasquez MT, Ramezani A, Manal A, Raj DS. Trimethylamine N-Oxide: The Good, the Bad and the Unknown. Toxins (Basel). 2016;8(11):326. Published 2016 Nov 8. doi:10.3390/toxins8110326
21. Zhu W, Gregory JC, Org E, et al. Gut Microbial Metabolite TMAO Enhances Platelet Hyperreactivity and Thrombosis Risk. Cell. 2016;165(1):111-124. doi:10.1016/j.cell.2016.02.011
22. Crimarco A, Springfield S, Petlura C, et al. A randomized crossover trial on the effect of plant-based compared with animal-based meat on trimethylamine-N-oxide and cardiovascular disease risk factors in generally healthy adults: Study With Appetizing Plantfood-Meat Eating Alternative Trial (SWAP-MEAT). Am J Clin Nutr. 2020;112(5):1188-1199. doi:10.1093/ajcn/nqaa203
23. Smits LP, Kootte RS, Levin E, et al. Effect of Vegan Fecal Microbiota Transplantation on Carnitine- and Choline-Derived Trimethylamine-N-Oxide Production and Vascular Inflammation in Patients With Metabolic Syndrome. J Am Heart Assoc. 2018;7(7):e008342. Published 2018 Mar 26. doi:10.1161/JAHA.117.008342
24. Wu WK, Chen CC, Liu PY, et al. Identification of TMAO-producer phenotype and host-diet-gut dysbiosis by carnitine challenge test in human and germ-free mice. Gut. 2019;68(8):1439-1449. doi:10.1136/gutjnl-2018-317155
25. Guasch-Ferré M, Satija A, Blondin SA, et al. Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials of Red Meat Consumption in Comparison With Various Comparison Diets on Cardiovascular Risk Factors. Circulation. 2019;139(15):1828-1845. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035225
26. O’Connor LE, Kim JE, Clark CM, Zhu W, Campbell WW. Effects of Total Red Meat Intake on Glycemic Control and Inflammatory Biomarkers: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Adv Nutr. 2021;12(1):115-127. doi:10.1093/advances/nmaa096
27. Regis B, Passeri L, Moreira NX, Borges NA, Ribeiro-Alves M, Mafra D. Plasma Trimethylamine N-Oxide Levels in Nondialysis Chronic Kidney Disease Patients Following Meal Challenge. Mol Nutr Food Res. 2025;69(14):e70121. doi:10.1002/mnfr.70121
28. Zhang AQ, Mitchell SC, Smith RL. Dietary precursors of trimethylamine in man: a pilot study. Food Chem Toxicol. 1999;37(5):515-520. doi:10.1016/s0278-6915(99)00028-9
29. Wang Z, Roberts AB, Buffa JA, et al. Non-lethal Inhibition of Gut Microbial Trimethylamine Production for the Treatment of Atherosclerosis. Cell. 2015;163(7):1585-1595. doi:10.1016/j.cell.2015.11.055
30. Li Y, Lu H, Guo J, et al. Gut microbiota-derived trimethylamine N-oxide is associated with the risk of all-cause and cardiovascular mortality in patients with chronic kidney disease: a systematic review and dose-response meta-analysis. Ann Med. 2023;55(1):2215542. doi:10.1080/07853890.2023.2215542
31. Chen G, He L, Dou X, Liu T. Association of Trimethylamine-N-Oxide Levels with Risk of Cardiovascular Disease and Mortality among Elderly Subjects: A Systematic Review and Meta-Analysis. Cardiorenal Med. 2022;12(2):39-54. doi:10.1159/000520910
32. Senthong V, Wang Z, Li XS, et al. Intestinal Microbiota-Generated Metabolite Trimethylamine-N-Oxide and 5-Year Mortality Risk in Stable Coronary Artery Disease: The Contributory Role of Intestinal Microbiota in a COURAGE-Like Patient Cohort. J Am Heart Assoc. 2016;5(6):e002816. Published 2016 Jun 10. doi:10.1161/JAHA.115.002816