Le microbiome intestinal est un environnement diversifié, rempli de jusqu’à 1 000 espèces différentes de bactéries. Les populations humaines du monde entier présentent des différences significatives dans la composition de leurs microbiomes intestinaux, ce qui peut avoir un impact sur leur santé de manières uniques qui n’ont pas été complètement comprises.
Pour compliquer les choses, la recherche sur le microbiome intestinal s’est principalement concentrée sur des sujets de santé importants pour les pays à revenu élevé comme les États-Unis et en Europe, laissant de côté une grande partie des problèmes de santé dans le monde.
Un projet dirigé par Cornell a cherché à combler certaines de ces lacunes en étudiant des souris «humanisées» avec le microbiote de trois populations mondiales – aux États-Unis, aux Fidji et au Guatemala – et leur résistance aux infections intestinales graves. Les chercheurs ont découvert que les différences microbiennes à elles seules peuvent avoir un impact sur les réponses immunitaires, et assez rapidement. Ils ont également observé que le fait de loger les souris ensemble afin qu’elles partagent le microbiote aidait les souris peu résistantes à l’infection à devenir plus résilientes.
Le papier du groupe, «Les différences géographiques dans la composition du microbiote intestinal ont un impact sur la susceptibilité aux infections entériques», publié dans Cell Reports. L’auteur principal du document est Ana Porras, une boursière postdoctorale présidentielle de Cornell.
Les chercheurs de Cornell ont « humanisé » des souris avec le microbiote de trois populations mondiales, puis les ont exposées à Citrobacter rodentium, un modèle d’infections intestinales graves comme E. coli, pour voir comment elles réagissaient. Crédit: Rapports de cellule
Le projet, réalisé en collaboration avec des chercheurs du Centre d’études sur les déficiences sensorielles, le vieillissement et le métabolisme du Guatemala, est né d’une Atelier Cornell 2018 sur les microbes et la santé mondiale organisé par Ilana Brito, professeur adjoint et membre de la faculté du 150e anniversaire de la famille Mong en génie biomédical au College of Engineering, qui a dirigé l’équipe.
Brito avait déjà une longueur d’avance, ayant cultivé une cohorte d’échantillons de microbiome de Fidji dans le cadre de sa recherche postdoctorale.
« Partout dans le monde, vous avez une quantité énorme d’organismes divers dans le microbiome intestinal. Ces différences sont bien plus importantes que ce que nous voyons, par exemple, dans la population américaine », a déclaré Brito. « Il y a un grand besoin de comprendre les rôles causals spécifiques que ces organismes jouent dans la santé ou la promotion de la maladie. »
Une série de facteurs peuvent influencer les disparités dans la composition du microbiome intestinal, de la génétique et de l’alimentation à l’utilisation d’antibiotiques, aux infrastructures d’assainissement et à l’exposition aux maladies infectieuses. Il peut être difficile de contrôler tant de variables, alors les chercheurs ont prélevé des échantillons de microbiome des trois populations mondiales et les ont placés dans 30 souris sans germes, puis les ont exposés à Citrobacter rodentium, un modèle d’infections intestinales graves comme E. coli, pour voir comment ils ont répondu.
« Vous obtenez des réponses immunitaires très différentes de ces microbiomes chez ces différentes souris qui les ont amenées à être plus ou moins résistantes à l’infection », a déclaré Brito, qui a noté que le microbiote du Guatemala s’est avéré le plus résistant, suivi des États-Unis, puis des Fidji. « Ce qui est intéressant, c’est qu’ils présentent ces différences de résilience à l’infection en très peu de temps. Ce n’est pas quelque chose qui se passe au fil des générations.
Les chercheurs ont également exposé les souris à Listeria monocytogenes, mais n’ont pas vu de réponses similaires, ce qui suggère que le microbiome affecte certains attributs du système immunitaire et pas d’autres, a déclaré Brito.
Dans une expérience de suivi, les chercheurs ont co-hébergé des souris avec des microbiomes des trois régions du monde et les ont exposées à C. rodentium. Parce que les souris se consomment mutuellement les selles, le microbiote passe entre elles, imitant essentiellement la façon dont la composition du microbiote d’un humain peut changer lorsqu’il voyage, change son régime alimentaire ou immigre de façon permanente. Les chercheurs ont découvert que les souris moins résistantes bénéficiaient du partage du microbiote.
« Cela a rendu les souris sensibles plus résistantes », a déclaré Brito. «Je pense donc que ce genre d’expériences nous a montré que vous pouvez modifier ce fond immunitaire qui provient de ces bactéries dans l’intestin, même sur de courtes périodes. Il peut y avoir d’autres choses qui ne peuvent pas être manipulées, comme différentes populations qui ont des différences génétiques qui les rendent plus ou moins sensibles, mais ce phénotype de microbiome est quelque chose de plus malléable.
La capacité de transférer la résistance à l’infection démontre le potentiel d’exploiter le microbiome pour des traitements thérapeutiques.
« Je pense que le point plus large est que nous devrions étudier les effets sur la santé des microbes que nous trouvons en dehors de notre arrière-cour », a déclaré Brito. « Comment pourrions-nous améliorer la santé des gens avec des interventions sur le microbiome à travers le monde, pour différents types de problèmes de santé ? Cela justifie une vision globale.
La source: L’Université de Cornell
