Diagnostiquer des maladies en étudiant la flore intestinale
Les 100 000 milliards de bactéries de notre tube digestif jouent un rôle important non seulement pour notre digestion mais aussi pour notre système immunitaire et notre santé.
Une récente publication dans la revue Nature fait état de modifications de la composition du microbiote intestinal chez des malades atteints de la cirrhose du foie.
L’ensemble des bactéries du tube digestif, appelé microbiote intestinal, est aujourd’hui considéré comme un véritable organe du corps humain. Ce méta-génome, constitué des génomes bactériens, comporte 150 fois plus de gènes que le génome humain.
L’abondance des espèces microbiennes varie beaucoup entre les individus. A l’âge adulte, le microbiote est organisé et hiérarchisé, avec des espèces très abondantes et d’autres plus rares. Il constitue une « signature » pour un individu donné.
De nouveaux outils d’étude de la population microbienne (séquençage et métagénomique) ont été développés afin de pouvoir caractériser la diversité microbienne dans des écosystèmes aussi complexes que le tube digestif. Les gènes de la flore intestinale humaine ont été regroupés en 741 unités ou «clusters» et appelés espèces métagénomiques (MGS).
Sur cette base, des corrélations entre la composition microbienne intestinale exprimée en MGS et l’état de santé d’un individu ont pu être établies.
Chez des malades atteints de la cirrhose du foie, le microbiote intestinal est grandement altéré avec une invasion massive de l’intestin par des espèces inhabituelles (près de 40%). Des études de métagénomique quantitative révèlent la présence de 75 245 gènes qui diffèrent en abondance entre les malades et les personnes en bonne santé. Ces gènes peuvent être classés en 66 groupes représentant des espèces bactériennes apparentées. A noter que 54% des espèces taxonomiques sont d’origine buccale, ce qui suggère une invasion de l’intestin à partir de la flore de la bouche dans la cirrhose du foie.
Sur la base de 15 biomarqueurs spécifiques à la cirrhose du foie, un outil de diagnostic de la maladie, non invasif, pourrait ainsi être constitué.
Précédemment, les corrélations mises en évidence, entre la composition de la flore intestinale et des états pathologiques, concernaient des maladies métaboliques comme le diabète et l’obésité et des maladies inflammatoires chroniques intestinales (maladie de Crohn, rectocolite hémorragique).
Les études ont été menées par des équipes de recherche de l’INRA (UMR 14121 MICALIS, Jouy en Josas), dans le cadre de l’Unité de Service MetaGenoPolis (MGP). MGP est un démonstrateur pré-industriel du Programme des Investissements d’Avenir qui a comme principal objectif d’établir l’impact du microbiote intestinal humain sur la santé et le bien-être.
Pour valoriser ces découvertes, une société, ENTEROME, a été créée en 2012 pour le développement de biomarqueurs et la mise au point de tests de diagnostic. Une nouvelle société est en cours de création pour la conservation et la transplantation des microbiotes.
Sources :
- Identification and assembly of genomes and genetic elements in complex metagenomic samples without using reference genomes. Nielsen HB et al. Nat Biotechnol. 2014 Aug;32(8):822-8. doi: 10.1038/nbt.2939.
- An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. Li J. et al. Nat Biotechnol. 2014 Aug;32(8):834-41. doi: 10.1038/nbt.2942.
- Alterations of the human gut microbiome in liver cirrhosis. Qin N. et al. Nature 23 July 2014: 59–64. doi:10.1038/nature13568
- Programme MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) : http://www.metahit.eu/
