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Pressions sur les microorganismes intestinaux

by CIFAR sept. 7 / 16
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Les chercheurs reconnaissent de plus en plus que les microorganismes qui colonisent l’intestin jouent un rôle important dans la santé et le développement. De nouvelles recherches démontrent que l’environnement physique de l’intestin, y compris toutes les contractions et les bousculades qui s’y produisent, a une grande incidence sur les interactions entre microbes concurrents.

À l’aide d’une nouvelle technique de visualisation, Karen Guillemin (Université de l’Oregon), boursière principale au sein du programme Microbiome humain, et ses collègues ont pu voir deux espèces de bactéries se faire concurrence dans l’intestin de larves de poissons-zèbres et comprendre à quel point l’environnement intestinal constitue un facteur déterminant de la survie de l’une ou l’autre des espèces.

« Pour la première fois, nous avons pu visualiser la dynamique microbienne dans la voie gastrointestinale. Avant cela, nous étions complètement dans le noir », dit Guillemin.

Les chercheurs ont eu recours à une technique d’imagerie informatisée pour prendre des images tridimensionnelles haute résolution de poissons-zèbres larvaires qui sont obligeamment transparents. Les images nous ont permis de voir précisément ce qui se passe quand deux espèces bactériennes d’origine naturelle se font concurrence.

Vibrio cholera est une bactérie qui nage librement et qui peut se déplacer rapidement dans l’intestin. En revanche, Aeromonas veronii a tendance à se multiplier en grappes stationnaires. Des travaux antérieurs avaient démontré que les Aeromonas réussissaient à défendre leur place en éprouvette contre les Vibrio. Toutefois, dans l’intestin des poissons-zèbres, il semble y avoir des effondrements de populations chez les Aeromonas. De toute évidence, quelque chose de différent se produit dans l’intestin du poisson.

Les études par imagerie ont démontré que le mouvement intestinal est responsable de cette issue différente. Les intestins déplacent la nourriture d’un bout à l’autre de la voie intestinale par péristaltisme, un mouvement de contraction coordonné. Par imagerie, on a pu voir que les Vibrio n’étaient pas gênés par ces contractions et ne font que se déplacer d’un côté ou de l’autre des contractions. Toutefois, les contractions poussent les grappes d’Aeromonas le long de l’intestin et cela entraîne au bout du compte leur excrétion. Le péristaltisme et la concurrence livrée par les Vibrio sont responsables de l’effondrement des populations d’Aéromonas.

Les chercheurs ont pu confirmer ce résultat en reproduisant ces expériences dans un poisson-zèbre portant une mutation qui réduit les mouvements intestinaux. Dans ces larves, les populations d’Aeromonas étaient beaucoup plus stables.

Le programme Microbiome humain examine les nombreuses façons par lesquelles les microorganismes qui nous colonisent influencent la santé et le développement. Le microbiome a été mis en cause dans de nombreux troubles, de l’obésité à la santé mentale. Une meilleure compréhension du microbiome pourrait nous aider à traiter un certain nombre de troubles différents.

Selon Guillemin, ces nouveaux résultats pourraient d’ores et déjà se révéler utiles pour des chercheurs qui créent de nouveaux probiotiques et qui doivent comprendre quels sont les microorganismes qui foisonneront dans l’intestin humain.

L’article a été publié dans PLOS Biology.