Microbiota intestinală beneficiile diversității pentru știință
Natura și diversitatea microorganismelor care trăiesc în intestin sunt factori care influențează sănătatea gazdei. Modularea acestei microbiote deschide căi de tratament în anumite cazuri de diabet și obezitate.
De la gură la colon, adăpostim o multitudine de bacterii. Aceste microorganisme joacă un rol crucial în sănătatea noastră.
Omul este o simbioză intimă care asociază aproximativ 50.000 de miliarde de celule și cel puțin la fel de multe bacterii. Aceste microorganisme constituie o parte a microbiotei (care conține și ciuperci, viruși etc.), a cărei cea mai mare comunitate este găzduită în intestin. Ei au un rol esențial în menținerea sănătății și bunăstării gazdei. Într-adevăr, microbiota intestinală contribuie, de exemplu, la fermentarea substraturilor disponibile în colon, la protecția organismului împotriva microorganismelor patogene sau la sinteza vitaminelor.
În ultimii zece ani, cercetătorii au arătat, în special prin experimente pe animale, că tulburările microbiotei sau disbiozei cauzează un dezechilibru în simbioza gazdă-microbiota cu apariția unor boli cronice, cum ar fi diabetul sau obezitatea. Cu toate acestea, aceste patologii devin probleme importante de sănătate în societățile noastre, unde incidența lor a crescut de mai bine de 50 de ani. În Franța, în 2012, sondajul ObÉpi a relevat că populația obeză sa dublat din 1997, afectând 15% din populație.
Diverse studii din anii 2000 au arătat că șoarecii obezi au o microbiotă diferită de cea a șoarecilor subțiri. Un studiu de pionierat al legăturii dintre microbiota intestinală și obezitatea la oameni a fost realizat în 2006 de echipa lui Jeffrey Gordon, de la Universitatea Washington din Saint-Louis, în Statele Unite.
Pe măsură ce microbiota este pusă la punct de la naștere și continuă să evolueze în funcție de dieta gazdei, a apărut apoi ideea că dieta ar putea modula microbiota intestinală și ar putea acționa ca o pârghie de prevenire împotriva disbiozei.
Al doilea genom al omului
Pentru a acționa eficient asupra microbiotei, a fost mai întâi necesar să înțelegem cum funcționează și să identificăm microorganismele care trăiesc acolo. Până în anii 1980, tehnicile de cultivare utilizate nu permiteau efectuarea unui recensământ exhaustiv. Dezvoltarea instrumentelor care oferă acces direct la genele și genomii microbilor noștri a făcut posibilă realizarea unei viziuni aproape complete a acestor comunități microbiene pe care le purtăm pe piele, la nivelul tuturor membranelor mucoase și în tractul nostru digestiv.
După secvențierea genomului uman (și a celor 20.000 până la 25.000 de gene), a devenit astfel posibilă secvențierea celui de-al doilea genom al nostru - cel al însoțitorilor noștri microbieni - care a fost numit metagenom în raport cu diversitatea genomilor pe care îi reprezintă. Franța a coordonat proiectul european M eta HIT, care a adus o contribuție majoră la aceste descoperiri. Repertoriul metagenomului, publicat în 2014, este alcătuit din 10 milioane de gene și urmărește analiza microbiotei a 1.267 de indivizi din Europa, America și China.
Fiecare individ adăpostește doar o parte din aceste gene cu o medie de 500.000 de gene pe metagenom. Pentru a caracteriza microbiota „omului sănătos mediu”, cercetătorii au dezvoltat noi instrumente care le permit să identifice speciile bacteriene, inclusiv pe cele niciodată izolate în laborator. Aceste lucrări au arătat că un număr mic de specii erau comune tuturor indivizilor.
Datele din proiecte precum M eta HIT au distins trei grupuri majore din populația umană, în funcție de ecosistemul microbian al intestinului. Cele trei structuri microbiotice intestinale corespunzătoare - sau enterotipuri - au luat numele genului bacterian predominant Bacteroides, Prevotella și Ruminococcus. Nici vârsta, nici originea geografică, nici starea de sănătate a gazdei nu explică această distribuție. Imediat, a apărut întrebarea: au fost aceste enterotipuri legate de disbioză și ar putea servi ca indicatori de risc sau de eficacitate a unui tratament? ?
Răspunsul nu a fost atât de simplu, deoarece ne-am dat seama că un alt factor era crucial pentru sănătate: diversitatea microbiotei. Într-adevăr, profilul metagenomic este mai mult sau mai puțin diversificat în funcție de indivizi și numărul de gene observate pentru o microbiotă umană poate varia de la 200.000 la peste 800.000 de gene. După ce a caracterizat microbiota a câteva sute de indivizi, se pare că populația se separă în două grupuri, una cu o microbiotă bogată (mai mult de 450.000 de gene) și cealaltă cu o microbiotă epuizată. Studiul microbiotei pacienților supraponderali sau obezi și a anumitor diabetici indică faptul că persoanele cu microbiota epuizată prezintă cel mai mare risc de a avea parametri metabolici modificați. Aceste persoane au niveluri ridicate de colesterol din sânge și trigliceride. De asemenea, prezintă un statut inflamator și o rezistență mai marcată la insulină; atâtea semne de progresie către diabet și patologii asociate.
Microbiota epuizată, un factor de obezitate
La persoanele fără supraponderalitate, doar 15% dintre indivizi au o microbiotă epuizată, în comparație cu 25-30% la persoanele supraponderale sau cu obezitate ușoară. La obezitatea foarte avansată (un indice de masă corporală de 42 sau mai mult), până la 75% dintre pacienții care au o microbiotă epuizată .
În plus, am observat alte corelații, persoanele care suferă de boli inflamatorii intestinale sau hepatice au avut adesea o microbiotă epuizată.
În cele din urmă, microbiota epuizată este, de asemenea, legată de structura ecologică a microbiotei, enterotipul Bacteroides fiind predominant la indivizii cu o microbiota epuizată, în timp ce enterotipurile Prevotella și Ruminococcus sunt mai frecvente la indivizii cu o microbiota îmbogățită. Prin urmare, parametrii de compoziție și conținutul genetic al microbiotei intestinale par să fie indicatori ai sănătății metabolice.