Notre santé se joue aussi dans le génome des bactéries intestinales

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Israël | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie
2 août 2019

Nos intestins sont peuplés par un ensemble de bactéries, le microbiote, qui contribuent au fonctionnement de notre corps mais qui peuvent aussi être impliquées dans de graves troubles de la santé. Chez chacun d’entre nous, ce microbiote est différent. Une équipe de l’Institut Weizmann a établi un lien entre santé et variations génétiques des bactéries intestinales.

L’alimentation est un enjeu de santé publique de premier plan. Les XXème et XXIème siècles ont vu le nombre de cas de diabète ou d’obésité augmenter fortement à l’échelle mondiale. Les pouvoirs publics ont réagi par le biais de campagnes de prévention et de diffusion de recommandations alimentaires. En réalité, chaque individu répond de manière différente à un régime alimentaire donné. Le laboratoire d’Eran Segal (Institut Weizmann), spécialisé en biologie computationnelle et en nutrition, veut répondre à ce défi par une approche personnalisée, qui permettrait de déterminer l’alimentation adéquate pour chaque individu. Il faut pour cela comprendre l’origine de la variabilité des réponses à une même alimentation.

Une des principales sources de variabilité d’une personne à l’autre réside dans le microbiote intestinal, c’est-à-dire l’ensemble des bactéries qui peuplent nos intestins. Ce microbiote n’est pas le même chez tout le monde. Nous l’héritons de nos parents et il peut être affecté par nos habitudes alimentaires. La composition du microbiote peut être modifiée, mais aussi le génome de chacune des espèces microbiennes qui le composent. De telles modifications de notre microbiote, aussi réduites soient-elles, peuvent avoir pour conséquence le développement de troubles ou de maladies graves.

L’équipe d’Eran Segal a analysé les variations génétiques de certaines espèces bactériennes du microbiote intestinal à travers la population. L’idée est de répondre à la question : « Une bactérie donnée est-elle différente d’une personne à l’autre ? » Pour ce faire, les scientifiques ont mis au point des algorithmes leur permettant d’identifier des séquences d’ADN présentes dans un génome mais pas dans les autres, ou bien des séquences répétées un nombre différent de fois dans le génome en fonction des personnes. On parle alors de « variations structurelles ».
A partir de données récoltées sur près de 900 cobayes israéliens, l’équipe de chercheurs a pu identifier plus de 7 000 variations structurelles du microbiote intestinal. La même analyse a été conduite sur un groupe de cobayes néerlandais, dont les habitudes alimentaires sont différentes. Les chercheurs ont retrouvé une grande part des variations précédemment mises en avant.

L’équipe d’Eran Segal a ensuite étudié les relations entre la proportion de bactéries concernées par des variations structurelles et l’état de santé des cobayes israéliens et néerlandais. Leurs résultats ont révélé des corrélations entre une centaine de ces variations structurelles et des facteurs de risques élevés pour certaines pathologies. En d’autres termes, une même bactérie peut avoir des effets différents d’une personne à l’autre.

Les auteurs arguent que la connaissance des relations entre microbiote, maladie et patient permettra de mieux comprendre les mécanismes-mêmes du développement de certaines pathologies. De la même façon, leurs résultats constituent un nouveau pas vers une nutrition médicale de précision, prenant en compte les spécificités biologiques de chacun. Enfin, au-delà de l’aspect purement médical, cette étude propose une méthode d’analyse généraliste des microbiotes, qui pourrait permettre de mieux connaître les microbiotes qui peuplent nos sols, par exemple.

Sources :
● Article original par Zeevi et al. : https://www.nature.com/articles/s41586-019-1065-y
● Communiqué institutionnel associé : https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/same-microbe-different-effect
● Site du laboratoire d’Eran Segal : https://genie.weizmann.ac.il

Rédacteur : Mathieu Rivière, post-doctorant à l’Université de Tel Aviv

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