Le microbiome intestinal humain est une communauté complexe de milliers de milliards de microbes qui interagissent constamment les uns avec les autres et avec notre corps. Il soutient notre bien-être, notre système immunitaire et notre santé mentale, mais comment est-il soutenu ?
Des chercheurs au Royaume-Uni et en Allemagne, aux côtés d'autres collaborateurs internationaux, ont étudié l'évolution des bactéries dans le microbiome intestinal humain, en se demandant comment ces microbes persistent tout au long de leur vie, en tenant compte des facteurs d'influence internes et externes.
Les résultats de l'étude aideront à éclairer des probiotiques sur mesure, des bactéries vivantes retrouvées dans des aliments ou des compléments particuliers, ainsi que des interventions diététiques ou médicales pour traiter les maladies intestinales et maintenir un microbiome intestinal sain.
Maintenir une population microbienne intestinale stable et saine est mutuellement bénéfique pour nous et pour les bactéries. En échange d'une alimentation et d'un habitat confortable, la communauté microbienne rend la pareille en nous fournissant des bienfaits pour la santé, que nous commençons maintenant à comprendre.
L'auteur principal et chef de groupe, le Dr Falk Hildebrand du Quadram Institute et de l'Earlham Institute, explique : «Nous savons que certains microbes nous colonisent à la naissance et que certains peuvent vivre avec nous pendant des décennies. Pourtant, bien que des études aient porté sur des espèces individuelles de microbes, les mécanismes et l'échelle de persistance dans le microbiome dans son ensemble n'ont pas été explorés.»
Pour examiner cela, une équipe de scientifiques de l'Earlham Institute et de l'Institut Quadram du Norwich Research Park, ainsi que le Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) en Allemagne, ont utilisé la métagénomique pour analyser les stratégies évolutives et la persistance de différentes bactéries dans le microbiome de l'intestin humain.
La métagénomique est l'étude de tous les gènes de nombreux organismes différents dans une population. En ce qui concerne le microbiome intestinal humain, ce processus fournit non seulement des informations détaillées sur les souches bactériennes présentes, mais indique également les capacités d'amélioration de ces différentes souches, en fonction de leur génétique, pour maintenir l'intestin en bon état de fonctionnement.
À partir de l'analyse de prélèvements de selles, l'équipe a réexaminé les métagénomes de plus de 2 000 échantillons d'adultes et de nourrissons, dont plusieurs des mêmes familles, et a trouvé trois stratégies de dispersion majeures sous-jacentes à la persistance bactérienne intestinale humaine. Les données proviennent d'études publiées précédemment sur les changements du microbiome au fil du temps, chaque individu fournissant en moyenne 2 à 3 prélèvements à plusieurs mois d'intervalle.
Le dernier auteur et directeur de l'EMBL à Heidelberg (Activités scientifiques), le professeur Peer Bork, a dit, «En examinant des séries chronologiques d'individus et de membres de la famille et en les superposant à des informations géographiques, allant du ménage à la ville en passant par le pays, nous avons identifié des groupes de souches bactériennes qui montrent différentes stratégies de dispersion. Cela présentait des schémas de persistance très différents dans l'hôte, la propagation régionale et les distributions géographiques de centaines d'espèces bactériennes.»
Les données ont été intégrées dans un ensemble de données diversifié de 5 278 métagénomes, qui ont été sondés pour analyser les schémas de persistance des différents types de bactéries et leur influence sur les facteurs communs : âge, membres de la famille, région géographique et utilisation d'antibiotiques.
«Notre analyse montre que la plupart des souches de bactéries présentes dans le microbiome sont très persistantes, les chances qu'une souche persiste pendant au moins un an soient supérieures à 90%», a dit le Dr Hildebrand.
«Certaines espèces de microbes ont montré des différences constantes en tant que groupes taxonomiques très persistants ou peu persistants, reposant davantage sur les échanges entre les membres de la famille. Chez les bébés, cependant, la persistance moyenne des souches bactériennes est tombée à 80 %. Ce n'est pas inattendu; nous savons que, en particulier chez les nouveau-nés, il y a un échange continu de microbes intestinaux.»
Le professeur Bork, a ajouté: «Ce que l'étude montre, c'est que les niveaux de persistance intrinsèque des bactéries observés chez les adultes se reflètent également chez les enfants, et nous commençons progressivement à acquérir ces bactéries persistantes jusqu'à environ dix ans, point auquel le microbiome atteint un état stable.»
«Les antibiotiques ont eu des effets différents selon les types de bactéries, l'effet global dépendant de la résistance des différentes bactéries, de leur persistance intrinsèque et de la mesure dans laquelle elles étaient remplaçables dans le microbiome.»
Pour approfondir ce qui motive la persistance, les chercheurs ont comparé les communautés de microbiomes au-delà d'un niveau individuel, mais aussi à travers les familles, les pays et les régions. Cela leur a permis de regrouper les bactéries en fonction de leurs caractéristiques de persistance et, grâce à l'analyse génomique, de rechercher des indices sur l'évolution des stratégies de ces groupes pour se disperser parmi de nouveaux hôtes humains.
Le microbiome intestinal humain fait partie intégrante de nous tout au long de notre vie. Cependant, toutes les espèces microbiennes ne sont pas également persistantes tout au long de leur vie, certaines bactéries préférant un mode de vie ‘voyageur’ consistant souvent à passer d'un hôte à l'autre (hérédité), tandis que d'autres peuvent rester non seulement avec nous pendant longtemps moi, mais ont aussi une plus grande chance d'être hérité de nos enfants (tenace).
Le premier groupe, appelé bactéries ‘tenaces’, était le plus persistant et le mieux adapté à la survie dans l'intestin humain. Par exemple, ces bactéries ont pu survivre en passant à différentes sources de nutrition au fur et à mesure que l'hôte passait de la petite enfance à l'âge adulte.
Cependant, les bactéries tenaces sont les plus susceptibles d'être perdues dans le microbiome après l'utilisation d'antibiotiques. Si nous portons ces bactéries en nous depuis l'enfance, leur perte peut être permanente. Il s'agit d'une préoccupation particulière en ce qui concerne la surutilisation et la mauvaise utilisation des antibiotiques.
Un autre groupe a été appelé les bactéries ‘persistantes de façon héréditaire’, qui sont des souches ‘héréditaires’ et se regroupent au sein des familles. Ceux-ci ont une persistance plus faible dans l'enfance et un taux de renouvellement plus élevé, ce qui suggère que les cycles de réinfection sont la clé de leur persistance chez un individu.
L'analyse génomique a montré que ces bactéries ont tendance à avoir des gènes leur permettant de se propager par des spores, ce qui faciliterait la transmission d'un parent à l'enfant, par exemple, mais aussi à travers une unité familiale.
Un troisième groupe, nommé ‘spatiopersistant’, semble se regrouper dans ses propres zones géographiques, mais ne s'associe pas aux familles.
Avec beaucoup d'intérêt actuel pour le maintien ou la manipulation du microbiome pour la santé, l'équipe de recherche espère que leur exploration holistique de l'évolution de différentes persistances dans les microbes intestinaux conduira à des stratégies cliniques meilleures et mieux informées.
Par exemple, des interventions ponctuelles telles que la transplantation du microbiote fécale (TMF) peuvent convenir pour introduire ou même remplacer des bactéries tenaces, mais pas des bactéries qui dépendent de la réinfection. Ceux-ci pourraient bénéficier davantage de thérapies à base de probiotiques ou de changements alimentaires qui, au fil du temps, modifient l'environnement intestinal pour favoriser leur colonisation et leur persistance.
Les nouvelles informations sur les dommages étendus et potentiellement permanents que les antibiotiques peuvent causer au microbiome pourraient également indiquer de nouvelles stratégies pour atténuer ces différents effets.
«Notre étude nous a donné une bien meilleure idée des bactéries intestinales étroitement associées à leur hôte et de celles qui sont plus susceptibles de changer d'hôte. Ce sont des informations importantes pour informer les pro-prébiotiques et la plupart des applications médicales ciblant le microbiome intestinal humain», a ajouté le Dr Hildebrand.
L'article «Dispersal strategies shape persistence and evolution of human gut bacteria» a été publié dans Cell Host and Microbiome.
L'étude a été financée par le Conseil de recherche en biotechnologies et sciences biologiques et le Conseil européen de la recherche.
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire
Remarque : Seul un membre de ce blog est autorisé à enregistrer un commentaire.