L'intestin n'héberge pas seulement des bactéries, mais aussi des
virus... beaucoup, beaucoup de virus. Les scientifiques commencent
tout juste à comprendre le rôle du virome intestinal dans la santé
et la maladie humaines, ainsi que son potentiel thérapeutique.
«Le rôle du virome intestinal dans la santé et la maladie»,
source ASM
News du 9 mars 2023.
Ce n'est un secret pour personne que le microbiote
intestinal (la communauté de microbes habitant l’intestin) est
important. Avec des
liens avec tout, de la digestion à la cognition, le pouvoir du
microbiome dans la régulation des processus vitaux - à la fois
lorsqu'ils fonctionnent et, dans le cas d'une maladie, lorsqu'ils
tournent mal - ne peut être sous-estimé.
Jusqu'à présent, la plupart des connaissances des scientifiques sur
le microbiome intestinal proviennent de l'examen de la fraction
bactérienne de la communauté (le bactériome). Cependant, avec
environ 108-1010
particules de type viral (VLP pour viral like particules) par
gramme de contenu intestinal, les virus représentent une somme
importante de la population microbienne. Cette communauté virale
diversifiée, collectivement appelée le virome, apparaît comme un
modulateur clé de la santé et de la maladie avec un potentiel
thérapeutique prometteur. Pourtant, plus les scientifiques en
apprennent sur le virome, plus il devient clair qu'il reste beaucoup
à découvrir.
Développement du virome intestinal
Le
virome intestinal se compose de virus eucaryotes (ceux qui
infectent en grande partie les cellules humaines), de virus qui
infectent les bactéries (c'est-à-dire les bactériophages ou les
phages, qui représentent plus de 90% de la communauté virale), de
virus archéens et de virus végétaux provenant de l'alimentation et
de la environnement.
Comme le bactériome, la composition du virome intestinal change avec
le temps. À la naissance, il y a peu ou pas de VLP détectables dans
le méconimum (le premier caca) ou les premières selles des
nourrissons. Les phages sont les premiers virus à apparaître,
probablement introduits par les premiers colonisateurs bactériens de
l'intestin. En tant que telle, la composition de la communauté des
phages change à mesure que le bébé grandit, peut-être en réponse
aux modifications du bactériome intestinal au cours du
développement. Après environ 4 mois, les virus eucaryotes, comme
les anellovirus
(petits virus à ADN simple brin courants chez les adultes en bonne
santé), deviennent plus fréquents. Les phages représentent environ
90% du virome intestinal.
Le régime alimentaire peut influencer les virus qui s'installent
dans l'intestin. Par exemple, des scientifiques ont découvert que
les nourrissons allaités avaient moins de virus eucaryotes dans leur
intestin que les
nourrissons nourris au lait maternisé, probablement en raison de
facteurs immunitaires protecteurs (par exemple, des anticorps)
transmis du parent au nourrisson pendant l'alimentation. Le mode
d'accouchement (c'est-à-dire l'accouchement vaginal ou
l'accouchement par césarienne) peut
également jouer un rôle, bien que ce lien soit moins clair et
dépende de l'étude.
Dans tous les cas, le virome intestinal devient moins dynamique à
mesure qu'un individu vieillit, se stabilisant finalement à l'âge
adulte. Stable ne signifie pas identique, cependant, le
virome de chacun est un peu différent. En fait, le virome
intestinal peut
varier davantage que le bactériome dans les populations en bonne
santé. Divers facteurs, notamment l'âge, le sexe, l'alimentation,
la situation géographique, l'urbanisation et le stress, peuvent tous
influencer la structure du virome.
Le virome intestinal dans la santé: un régulateur immunitaire
clé
Pourquoi le virome intestinal est-il important ? C'est une question à
laquelle les scientifiques s'efforcent de répondre. Ce qu'ils
savent, c'est que, parmi ses autres fonctions plausibles, le virome
est un régulateur important du développement et des réponses du
système immunitaire. Par exemple, l'infection de souris traitées
aux antibiotiques par un seul virus eucaryote (norovirus murin) a
protégé les souris contre les lésions intestinales et les
infections bactériennes associées aux antibiotiques. Ces
résultats mettent en évidence la capacité des virus eucaryotes à
façonner l'immunité de la muqueuse. Les virus eucaryotes et les
phages facilitent également le développement de lymphocytes
intraépithéliaux qui, avec les cellules épithéliales
intestinales, forment une première ligne de défense contre les
agents pathogènes.
La régulation immunitaire médiée par le virome intestinal peut
être à la fois directe et indirecte. Les phages, par exemple,
peuvent traverser l'épithélium intestinal pour interagir
directement avec les cellules immunitaires sous-jacentes. Ils peuvent
également réguler la libération de composés immunomodulateurs,
comme les acides gras à chaîne courte et les sels biliaires, en
façonnant la composition, et donc la production métabolique, du
bactériome intestinal. Ces effets métaboliques peuvent s'étendre
au-delà du système immunitaire, ou de l'intestin d'ailleurs. Une
étude récente a révélé que les personnes présentant des
concentrations intestinales accrues de phages Caudovirales (un
groupe diversifié de phages abondants dans l'intestin) obtenaient
de meilleurs résultats dans le traitement exécutif et la mémoire
verbale que celles présentant des abondances plus élevées de
Microviridae, un autre groupe de phages intestinaux répandus.
Les chercheurs postulent que le rapport de ces 2 phages peut modifier
le métabolisme bactérien de l'hôte et, par le biais de l'axe
intestin-cerveau, influencer la fonction cognitive. Le virome
intestinal des patients atteints de maladie inflamatoire de
l’Intestin diffère de celui des individus en bonne santé.
Le virome intestinal dans la maladie
Le virome intestinal peut également jouer un rôle dans les maladies
extra-intestinales, notamment les
maladies du foie, la
polyarthrite rhumatoïde et la COVID-19. La recherche suggère
que la
COVID-19 est associé à des altérations du virome fécal, y
compris un enrichissement en virus eucaryotes dérivés de
l'environnement et en bactériophages impliqués dans l'inflammation
intestinale, qui peuvent persister même après la résolution de la
maladie. De plus, certains de ces changements peuvent être corrélés
à la gravité de la maladie et aux réponses immunitaires, suggérant
à nouveau les fonctions immunomodulatrices du virome intestinal, à
la fois localement et systémiquement.
Le potentiel thérapeutique du virome intestinal
Les liens émergents entre le virome intestinal et la maladie en ont
fait une cible thérapeutique attrayante, en particulier sous la
forme de transplantation de virome fécal (TVF). La TVF est une
version raffinée de la transplantation du microbiote fécal (TMF).
Au cours de la TMF, tous les types de microbes de l'intestin d'un
donneur sain sont transférés à un receveur. Il s'agit d'une
stratégie efficace pour
prévenir l'infection récurrente par le pathogène bactérien
provoquant la diarrhée, Clostridioides difficile et a
également été explorée pour le traitement des MII, de la
septicémie et plus encore. Notamment, le virome des receveurs de TMF
change après la transplantation ce qui peut être lié à
l'efficacité de la procédure.
Avec cela, la TMF implique de filtrer et de transférer uniquement le
composant viral (c'est-à-dire les phages et les virus eucaryotes) de
la communauté microbienne intestinale d'un donneur. L'objectif est
de moduler la composition du virome intestinal pour rétablir
l'homéostasie et, jusqu'à présent, le traitement semble
prometteur. Des études sur des modèles animaux suggèrent que la
TVF pourrait être efficace pour gérer la
dysbiose du microbiome intestinal associée aux antibiotiques,
l'obésité
et le diabète de type 2 et l'entérocolite
nécrosante (une état caractérisé par une inflammation et une
destruction de l'intestin qui affecte principalement les prématurés).
De plus, les filtrats fécaux, extraits dépourvus de bactéries
vivantes mais contenant des virus, des produits métaboliques
microbiens et d'autres composés, pourraient
éliminer les symptômes d'une infection récurrente à C.
difficile chez les patients humains.
Pourtant, il y a des risques. Il est possible que des virus
eucaryotes potentiellement pathogènes soient transférés du donneur
au receveur pendant la TVF. Les chercheurs doivent en savoir plus sur
la composition virale du matériel de la TVF et ses implications sur
la santé, pour que la procédure soit appliquée à grande échelle.
Il peut également être possible d'adopter une approche encore plus
étroite que la TVF pour gérer les maladies gastro-intestinales et
les infections par phagothérapie.
Plutôt que l'ensemble de la communauté virale, les phages ciblant
des bactéries problématiques spécifiques, comme Escherichia
coli invasif adhérent, une bactérie qui provoque une
diarrhée persistante liée aux MII, sont isolés et administrés à
un patient. Cependant, comme pour la TVF, une investigation continue
et une standardisation de la phagothérapie sont nécessaires.
Et après?
S'il y a une chose que les scientifiques savent sur le virome
intestinal, c'est qu'ils ne savent (encore) vraiment pas grand-chose.
Jusqu'à présent, les chercheurs n'ont pu identifier que 10% des
séquences virales dans l'intestin, les 90% restants étant en grande
partie non annotés (appelés «matière noire virale»). Affiner les
approches de séquençage génomique pour capturer une plus grande
proportion de la communauté aidera à faire la lumière sur cette
matière noire, faisant sortir de l'ombre de nombreux membres du
virome intestinal. Le couplage de ces technologies avec l'isolement,
la culture et les analyses fonctionnelles des phages et des virus
eucaryotes permettra de mieux comprendre non seulement quels virus
sont présents, mais aussi ce qu'ils font. Cela reflète un objectif
clé de la recherche sur le virome intestinal et du microbiome dans
son ensemble : aller au-delà des associations pour comprendre
comment les microbes intestinaux régulent la santé et la maladie.
De telles connaissances renforcent les efforts pour ajuster
thérapeutiquement le microbiome afin de maintenir l'intestin et le
reste du corps en parfait état.
