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Bactériophage lambda (microscope électronique à transmission x120.000). © Inra

Des interactions particulièrement actives entre virus et bactéries interviennent dans l’équilibre du microbiote intestinal

Pour la première fois, des chercheurs de l’Inra sont parvenus à modéliser le comportement d’un virus infectant des bactéries dans le tractus digestif de la souris. Publiés dans PLOS Genetics, leurs résultats montrent que ces virus sont beaucoup plus actifs que ce que l’on pensait et qu'il est nécessaire de les prendre en compte dans l’étude de la dynamique du microbiote intestinal. Les interactions entre phages et bactéries pourraient notamment intervenir dans les phénomènes de déséquilibre de flore digestive.

Mis à jour le 16/02/2016
Publié le 15/02/2016

Bactériophage lambda (microscope électronique à transmission x120.000). © Inra
Bactériophage lambda (microscope électronique à transmission x120.000) © Inra
Près de 200 espèces bactériennes cohabitent dans le microbiote intestinal de chaque individu. Or, la plupart de ces bactéries hébergent dans leur génome un, voire plusieurs, virus dans un état « dormant » (des bactériophages tempérés1). Ces bactériophages participent au renouvellement et à l’évolution des populations bactériennes : ils peuvent se « réveiller », détruire leur hôte et aller infecter d’autres bactéries. Chacun de nous abrite à peu près autant de types de bactériophages que d’espèces bactériennes, mais il reste encore à comprendre comment ces partenaires interagissent dans le tractus intestinal. Les phages sont-ils les pilotes, ou en tout cas des déterminants essentiels de cet écosystème ? Quels sont leurs impacts sur la santé humaine ?

Des chercheurs de l’Inra ont abordé ces questions à partir d’un modèle animal « simplifié » : des souris avec uniquement dans le tube digestif deux souches bactériennes d’Escherichia coli (une infectée par le prophage lambda et l’autre non). Leurs travaux révèlent que, de manière inattendue, le prophage lambda à l'état dormant dans Escherichia coli est hyper-actif dans le tube digestif des souris : il se réveille 50 fois plus fréquemment qu'attendu.
Pendant une période transitoire de deux jours, le virus se propage dans les bactéries alentour et les détruit majoritairement. Cependant, les scientifiques ont également montré qu’une fois sur cinq, au lieu de le détruire, il s'installe dans le nouvel hôte dans un état dormant, là encore beaucoup plus fréquemment qu'attendu.

Ces résultats expérimentaux fournissent une estimation quantitative des paramètres clés gouvernant les interactions phages-bactéries dans cet écosystème modèle. Pour la première fois, les chercheurs sont parvenus à modéliser le comportement du phage et obtenir une estimation fiable de tous ses paramètres de croissance. Si cette étude prouve l’importance du rôle des phages dans la dynamique du microbiote intestinal, il reste encore à comprendre pourquoi ce phage à l’état dormant se réveille dans le tube digestif. Reste aussi à explorer et découvrir comment ces interactions entre phages et bactéries pourraient notamment être impliqués dans les phénomènes de déséquilibre de flore digestive (dysbioses).

1. Les bactériophages (ou phages) sont des virus qui n’infectent que les bactéries. On distingue les bactériophages tempérés des bactériophages virulents qui ont un seul cycle de vie consistant à infecter une bactérie, s’y répliquer puis la lyser pour libérer les nouveaux virions. Les bactériophages tempérés quant à eux, après avoir infecté une bactérie, peuvent opter pour un des deux cycles de vie suivants : soit ils la lysent, soit ils intègrent leur génome dans le génome bactérien et expriment seulement une faible partie de leurs gènes ; dans ce dernier cas, ils sont alors nommés « prophages ».

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Marianne De Paepe (01 34 65 20 81) Institut Microbiologie de l'alimentation au service de la santé
  • Marie-Agnès Petit (01 34 65 20 77) Institut Microbiologie de l'alimentation au service de la santé
Contact(s) presse :
Inra service de presse (01 42 75 91 86)
Département(s) associé(s) :
Microbiologie et chaîne alimentaire

Référence

Carriage of λ latent virus is costly for its bacterial host due to frequent reactivation in monoxenic mouse intestine. Marianne De Paepe, Laurent Tournier, Elisabeth Moncaut, Olivier Son, Philippe Langella, Marie-Agnès Petit. PLOS Genetics, 12 février 2016.