« Le
métabarcoding
de
l'ADN
utile
pour
analyser
le
régime
nutritionnel
chez l’homme »,
source ASM
News.
Une
nouvelle étude démontre que le métabarcoding
de l'ADN constitue une nouvelle méthode prometteuse pour suivre
l'ingestion de plantes chez l’homme, suggérant que des approches
similaires pourraient être utilisées pour caractériser les
composants animaux et fongiques de l'alimentation humaine. L’étude,
publiée dans la revue mSystems,
a montré que l’ADN de plantes diététiques peut être amplifié
et séquencé à partir de selles humaines à l’aide de méthodes
couramment appliquées aux études sur la faune.
« Le
séquençage nouvelle
génération de
l'ADN nous a fourni une grande quantité de nouvelles données sur
des sujets tels que la microbiologie intestinale et la génétique
personnelle. Cette étude suggère que la même technologie puissante
pourrait également commencer à nous parler de ce que nous mangeons,
ce qui est souvent une chose difficile à mesurer »,
a déclaré l'auteur principal de l'étude, Lawrence David,
professeur au
Center
for Genomic and Computational Biology, Duke Molecular Genetics and
Microbiology.
Il
existe de nombreuses méthodes d’évaluation diététique
préexistantes, mais la plupart reposent sur la capacité d’une
personne à rapporter ce qu’elle a mangé. Cela signifie qu'elles
sont sujettes aux erreurs de mémoire, aux préjugés des rapporteurs
et aux capacités cognitives d'une personne répondant à une
enquête. Le métabarcoding
de l’ADN est un moyen alternatif d’obtenir des informations sur
l’alimentation en utilisant l’ADN alimentaire dans les selles
comme biomarqueur. Les chercheurs peuvent amplifier l'ADN d'un
aliment provenant d'un échantillon de matières fécales, le
séquencer et cartographier ces séquences d’aliments
à l'aide d'une base de données de référence.
« Je
pense que le métabarcoding
d’ADN ressemble beaucoup à un code à barres dans un supermarché.
Nous pouvons considérer une séquence d'ADN particulière comme un
identifiant unique pour une espèce d’aliment
particulier »,
a déclaré Brianna Petrone, deuxième auteur de l'étude, étudiante
en
troisième cycle à la Duke University School of Medicine.
Le
Dr David et son co-premier auteur, Aspen Reese, actuellement junior
fellow
à l'Université Harvard, ont lancé l'étude après avoir rencontré
des
écologistes Rob Pringle de
l'Université Princeton et Tyler Kartzinel, actuellement à
l'Université Brown, qui
ont
utilisé le métabarcoding
de l’ADN pour étudier des
réseaux alimentaires complexes d’herbivores dans la savane
africaine. « Nous
nous sommes demandés si leur méthode fonctionnerait chez des
personnes »,
a dit
le Dr David. « De
plus en plus de travaux dans le domaine du microbiome indiquent que
des aliments spécifiques sont susceptibles de modifier ou de
modifier les niveaux de bactéries spécifiques dans l'intestin, mais
nous ne disposons souvent pas de données relatives à l'alimentation
pour les études sur le microbiome. »
Pour
mener leur étude, les chercheurs ont extrait l'ADN conservé
en chambre froide
qui
a été extrait
d'échantillons de selles d'une étude précédente.
« Nous
avons mené une étude il y a quelques années, au cours de laquelle
nous préparions des aliments pour les participants à une étude
sur
les
aliments et le microbiome,
et nous savions exactement ce qu'ils mangeaient pendant
une
semaine donnée après
la
collecte de leurs selles »,
a déclaré le Dr David.
Les
chercheurs ont séquencé une région de
code-barres à partir d'ADN de chloroplastes
dans des échantillons de selles provenant de 11 personnes consommant
des régimes témoins
ou
choisis librement. Ils ont réussi à amplifier l'ADN de plantes dans
environ 50% des échantillons, ce nombre étant passé à 70% chez
des individus ayant une alimentation témoin
à
base de plantes. La majorité des ADN de plantes séquencés
correspondaient à des plantes alimentaires humaines communes,
notamment des céréales, des légumes, des fruits et des herbes.
« Dans
l'ensemble, il y avait un bon accord général entre les aliments qui
étaient énumérés dans les journaux conservés par les
participants de
l'étude et ceux que nous avons séquencés à partir de selles »,
a dit
le Dr David.
« Si
un aliment était écrit dans le journal du
régime alimentaire,
dans
environ
80% du temps, nous l'avons également retrouvé
grâce à cette approche de métabarcoding. »
Le
taux d'échec de la PCR relativement élevé et l'incapacité de
distinguer certaines plantes diététiques au niveau de la séquence
suggèrent la possibilité de perfectionnements futurs pour améliorer
la méthode. Par exemple, le chou, le brocoli, le chou de Bruxelles
et le chou-rave sont tous des cultivars de la même espèce et les
chercheurs ont été incapables de les distinguer par leur séquence
dans la région du code à barres du chloroplaste. Le café était le
seul aliment enregistré dans le régime alimentaire qui n'ait jamais
été détecté avec le métabarcoding de l'ADN, peut-être parce que
son ADN était détérioré ou dilué lors de la torréfaction et de
l'infusion.
Le
Dr David a recommandé que le métabarcoding
de l'ADN soit utilisé dans de futures études, ainsi
que la possibilité de revoir
l’analyse
nutritionnelle
d’études plus anciennes. « Semblable
à cette étude, je pourrais imaginer que cela soit utilisé sur de
l'ADN archivé pour voir s'il existe ou non des différences
alimentaires sous-jacentes qui pourraient expliquer certains des
profils du
microbiome qui ont pu être observés dans une étude »,
a dit
le Dr David. « À
l'avenir, nous pouvons également imaginer que cela soit utilisé
dans de nouvelles études sur le microbiome pour identifier les
relations entre des aliments spécifiques et des bactéries
intestinales, ainsi que dans des études plus vastes sur la nutrition
en complément des techniques d'évaluation de l'alimentation
traditionnelles. »
