Des bactéries intestinales ‘amicales’ peuvent éliminer des pathogènes en se disputant les ressources énergétiques

«Des bactéries intestinales ‘amicales’ peuvent éliminer des pathogènes en se disputant les ressources énergétiques», source UC Davis Health.

Les résultats d'une nouvelle étude peuvent aider à développer des probiotics qui peuvent combattre la maladie/

De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l'UC Davis Health fournissent des indices sur la façon dont les bactéries amicales dans l'intestin, les probiotiques, peuvent aider à éradiquer les agents pathogènes bactériens comme Salmonella en leur faisant concurrence pour les ressources nécessaires.

L'étude, publiée dans Cell Host & Microbe, montre que la disponibilité des nutriments nécessaires ne définit pas à elle seule où les bactéries, y compris des agents pathogènes comme Salmonella, peuvent survivre et prospérer dans l'intestin.

«Ces informations permettent de mieux comprendre la base nutritionnelle de la colonisation intestinale et peuvent contribuer à éclairer les efforts de développement de probiotiques pour combattre l'infection», a dit Megan Liou, premier auteur de l'étude.

Les humains sont limités dans l'utilisation de l'oxygène, l'air que nous respirons, pour générer de l'énergie. Les microbes, cependant, ont développé des mécanismes énergétiques qui peuvent «respirer» différents composés et éléments, tels que les nitrates. Ces mécanismes permettent aux microbes de survivre dans de nombreux environnements différents.

Dans l'étude, les chercheurs ont examiné une souche amicale de bactéries,la souche de Escherichia coli Nissle 1917 (E. coli), et Salmonella, une souche dangereuse de bactéries pouvant causer des maladies gastro-intestinales chez les humains et les animaux. (Certaines souches de E. coli peuvent causer des maladies, mais la plupart sont inoffensives.)

Les microbes utilisent les nitrates comme source d'énergie

Les nitrates sont surtout connus comme conservateur alimentaire, mais c'est aussi une ressource importante pour les microbes intestinaux. Les nitrates provenant de sources alimentaires sont absorbés dans l'intestin grêle. Les nitrates sont également disponibles dans l'intestin en tant que sous-produits des processus métaboliques quotidiens. Ils sont généralement à des niveaux très faibles mais augmentent pendant l'inflammation.

Les deux souches de bactéries présentes dans l'intestin utilisent les nitrates comme source d'énergie. Mais les chercheurs ont découvert que Salmonella ne peut utiliser que les nitrates générés par les phagocytes, un type spécifique de cellules immunitaires que le corps envoie pour réparer les tissus blessés ou infectés.

E. coli utilise les nitrates générés à la fois par les cellules intestinales, le tissu épithélial, et les phagocytes, ce qui signifie qu'il peut rivaliser avec Salmonella pour sa source d'énergie.

Liou a comparé ces différentes sources de nitrates à différents «restaurants» où les microbes peuvent obtenir les ressources dont ils ont besoin pour se développer.

La capacité de E. coli Nissle à dîner dans des «restaurants» générés par les phagocytes et à rivaliser avec l'agent pathogène pour les ressources était essentielle pour que le probiotique confère une protection contre Salmonella», a dit Liou.

Lorsque les chercheurs ont infecté des souris avec Salmonella, cela a déclenché l'inflammation attendue dans l'intestin, entraînant l'introduction de cellules immunitaires, les phagocytes, dans la lumière intestinale, la couche qui tapisse les intestins. Salmonella a pu trouver une niche dans la muqueuse intestinale riche en phagocytes et a utilisé exclusivement les nitrates générés par ces cellules immunitaires.

Des capteurs limitent là où Salmonella peut obtenir des ressources dans l'intestin

Un aspect déroutant de la compétition entre le probiotique E. coli et Salmonella, qui provoque la maladie, était de savoir pourquoi Salmonella n'utilisait pas les nitrates produits par le tissu intestinal sain. Pourquoi a-t-il utilisé exclusivement des nitrates produits par le tissu immunitaire, limitant le nombre d'endroits où il pouvait «dîner» ?

Les chercheurs ont trouvé la réponse dans les capteurs de Salmonella qui permettent à la bactérie de flairer son environnement et de se déplacer vers un environnement plus favorable, connu sous le nom de récepteurs de chimiotaxie. Ils ont dirigé l'agent pathogène loin des nitrates dérivés de l'épithélium et vers les cellules phagocytaires inflammatoires.

Essentiellement, Salmonella n'avait pas de mécanisme de détection qui la dirigerait vers le tissu épithélial sain, même si ce tissu créait également des nitrates. Le probiotique E. coli est dépourvu de récepteurs de chimiotaxie, ce qui lui permet d'occuper les deux niches et de concurrencer l'agent pathogène dans l'environnement privilégié de ce dernier.

«En explorant les «restaurants» à l'intérieur de votre côlon, nos recherches identifient les propriétés des probiotiques qui nous protègent des infections», a dit Andreas Bäumler, auteur principal de l'étude. «Ces informations permettent de mieux comprendre la base nutritionnelle de la colonisation intestinale et peuvent contribuer à éclairer les efforts de développement de probiotiques pour combattre les infections.»

Aux lecteurs du blog

Je suis en conflit depuis plusieurs années avec la revue PROCESS Alimentaire pour une triste question d’argent qui permettrait de récupérer et de diffuser correctement les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire s’est comportée et continue de se comporter en censeur et refuse tout assouplissement pour la modique somme de 500 euros. N’ayant pas les moyens d’aller devant la justice, je leur fait ici de la publicité gratuite. Derrière cette revue, il y a des aimables censeurs !