Microbiote, la révolution intestinale. © Inra

Microbiote, la révolution intestinale

L’homme symbiotique (2)

  

Mis à jour le 25/04/2017
Publié le 16/02/2017

Les outils de métagénomique pour mieux connaître notre microbiote intestinal et son impact sur notre santé. © Inra
Les outils de métagénomique pour mieux connaître notre microbiote intestinal et son impact sur notre santé © Inra

 

L’incontournable métagénomique

Prenez un échantillon de selles d’une personne et faites-le passer par une plateforme de séquençage d’ADN. Vous connaîtrez alors les gènes et les bactéries que contient le microbiote de cet individu. Analysez maintenant 100 échantillons de selles de personnes en bonne santé et 100 autres de personnes atteintes d’une maladie. Vous pouvez à présent faire des comparaisons statistiques et répondre à de passionnantes questions. Est-ce que les microbiotes sont aussi diversifiés chez les uns que chez les autres ? Est-ce que certaines bactéries sont présentes chez les personnes en bonne santé et pas chez les malades ? Y a-t-il, au contraire, des bactéries spécifiques des malades ? Ces études, dites métagénomiques, ont débouché sur des découvertes extraordinaires au cours de ces dernières années. Les chercheurs ont montré, par exemple, que les diabétiques, les cirrhotiques, ou encore, les personnes obèses ont des microbiotes différents de ceux des personnes en bonne santé. C’est ainsi que la métagénomique ouvre des pistes pour étudier l’effet sur notre santé de tel assemblage d’espèces bactériennes, ou encore, identifier les « bonnes » bactéries qui nous protègent.

 

Les virus : gardiens de l’équilibre

Les bactériophages, ces virus qui infectent et tuent les bactéries, sont des éléments essentiels du microbiote. Ils permettraient de garder sous contrôle les populations bactériennes qui, sans eux, pourraient proliférer. Cependant, la présence de ces phages n’est pas indispensable au contrôle de la prolifération des bactéries.

La plupart des bactéries hébergent dans leur génome des virus à l’état dormant. Ceux-ci peuvent se réveiller à tout moment, tuer leur hôte et infecter les bactéries voisines. Des chercheurs de l’Inra sont parvenus à modéliser le comportement de phages du tractus digestif des souris. Ils ont montré que leur activité y est 50 fois supérieure à ce qui était estimé précédemment. Autre résultat marquant : ils ont observé que, dans une infection sur cinq, le virus - au lieu de tuer son hôte - s’intègre au génome de la bactérie et s’y installe à l’état dormant.

Un contrôle de fer

Le fer est un élément essentiel à notre organisme, mais il doit être sévèrement régulé : trop de fer, ou trop peu, et les ennuis de santé commencent. Une équipe, composée de chercheurs de l’Inra et de l’Inserm, a montré que le microbiote participe activement à maintenir le métabolisme de cet élément. En effet, les cellules intestinales de souris dépourvues de microbiote sont moins capables de stocker le fer. Ces travaux confirment que le microbiote est un acteur incontournable de l’absorption et de la distribution du fer. Ils permettront de mieux comprendre certaines maladies liées à cet élément.

Le microbiote pulmonaire à la loupe

Pendant très longtemps, la présence de bactéries dans le poumon était toujours associée à une maladie. En effet, chez l’homme non malade, les poumons étaient considérés comme un organe stérile. Pourtant, il existe bel et bien une communauté microbienne qui est détectable dans les poumons après la naissance. Les influences de ce microbiote pulmonaire sur l’épithélium respiratoire, sur la mise en place de l’immunité ou sur la sévérité de l’asthme sont donc des sujets novateurs auxquels se sont intéressés très tôt les chercheurs de l’Inra. En collaboration avec une équipe belge, ils ont révélé pour la première fois que certaines bactéries présentes dans les poumons peuvent être associées à des effets bénéfiques ou délétères sur l’asthme. Les chercheurs poursuivent leurs travaux, notamment pour déterminer si ces bactéries pulmonaires peuvent avoir un rôle dans les affections respiratoires touchant le nouveau-né.

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Les microbiotes de la ferme

Vaches, cochons et poulets... depuis la nuit des temps l’homme les sélectionne de façon à obtenir des animaux plus productifs et robustes. Au cours des dernières décennies, cette sélection s’est intensifiée et rationnalisée. Nouvelle étape dans ce processus, les chercheurs de l’Inra explorent maintenant l’impact du microbiote sur la santé et la croissance des animaux. En effet, les techniques de séquençage haut débit permettent à présent de mettre en relation de fines variations decomposition du microbiote et des variabilités individuelles qui peuvent intéresser les éleveurs. Ainsi, on peut désormais associer à certaines caractéristiques de leur microbiote, les poulets capables de digérer certains aliments, les porcs ayant une meilleure croissance, ou les vaches qui émettent le moins de méthane. Les enjeux, on s’en doute, sont immenses tant du point de vue économique qu’environnemental.

 

L’incroyable richesse bactérienne du porc

Grande nouvelle : le premier catalogue de gènes du microbiote intestinal du porc est désormais disponible. Ceci, grâce à l’effort d’un consortium international impliquant l’Inra. Pas moins de 7,7 millions de gènes, en majorité bactériens, ont été identifiés, pour le plus grand bonheur de la recherche biomédicale et des scientifiques qui tentent d’améliorer les élevages de porcs. Le catalogue révèle la grande diversité du microbiote porcin. Parmi les fonctions biologiques identifiées dans le microbiote humain, 96 % sont présentes chez le porc. Mais en outre, celui du cochon détient 800 fonctions biologiques que l’on ne retrouve pas chez l’homme. Point fort de ce travail publié en 2016 : la quantification des gènes de résistance aux antibiotiques des bactéries intestinales du porc. Ces gènes sont présents chez tous les porcs analysés. Cependant, leur prévalence est bien supérieure chez les porcs élevés en Chine, où les antibiotiques sont délivrés en continu aux animaux. Ceci confirme que réduire leur usage contribue très significativement à limiter le risque de dissémination des antibiorésistances dans l’environnement.

 

Vers un poulet plus robuste grâce au microbiote

Quelles sont les relations entre l’immunité innée des poulets, leur capacité de digestion et la composition de leur microbiote ? C’est la question que se posent les chercheurs de l’Inra porteurs du projet Galmide (pour Gallus Microbiota, Immunity and Digestive Efficiency), dont le but est de comprendre comment accroître la robustesse des volailles grâce à une meilleure connaissance des bactéries de leur système digestif. Leurs travaux ont déjà montré que le microbiote intestinal de poulets sélectionnés pour leur très bonne ou très mauvaise digestion varie en fonction de l’aptitude digestive de ces animaux. Ils ont aussi identifié certaines régions du génome du poulet où se nichent des gènes qui peuvent modifier la composition de son microbiote. Les chercheurs suggèrent que certains de ces gènes pourraient aussi être impliqués dans l’immunité innée des volatiles.