Un type spécial de bactérie mangeuse d’algues présente dans l’intestin humain pourrait être utilisé pour traiter des maladies graves comme les maladies rénales.
Ces bactéries – appelées Bacteroidetes – aider les gens à digérer les fibres trouvées dans les algues, qui sont différentes de celles trouvées dans des choses comme les fruits, les légumes, les céréales et les noix. Cependant, tout le monde n’a pas ces bactéries dans son microbiote intestinal – sans elles, vous ne pouvez pas décomposer les algues présentes dans des aliments comme les sushis ou le pain de poule gallois. Cependant, il est peu probable que vous ressentiez des effets secondaires négatifs en raison de leur absence.
En comprenant comment ces bactéries spécialisées ont évolué, les chercheurs espèrent développer des bactéries respectueuses de l’intestin qui peuvent être génétiquement modifiées pour fonctionner comme traitements.
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Pour en savoir plus sur ces bactéries, des scientifiques de la faculté de médecine de l’Université du Michigan ont testé 354 échantillons fécaux, prélevés sur leurs étudiants de premier cycle. Celles-ci ont ensuite été introduites dans quatre fibres d’algues : le porphyran, la laminarine, l’alginate et le carraghénane.
La laminarine est similaire à un autre groupe de composés, les bêta-glucanes, qui sont plus courants dans les céréales comme l’avoine, l’orge, le blé et le seigle, ainsi que dans les champignons et les levures. Selon les chercheurs, cela pourrait être la raison pour laquelle ils ont trouvé les bactéries nécessaires pour décomposer la laminarine dans de nombreux échantillons. Les bactéries nécessaires pour décomposer les trois autres types de fibres étaient rares parmi leur population étudiante, même si le carraghénane se trouve dans de nombreux aliments transformés, où il agit comme la gélatine.
L’équipe a ensuite examiné la constitution génétique de la bactérie. Étonnamment, ils ont remarqué que ce n’était pas seulement le Bacteroidetes espèce qui décomposait les algues. Une autre bactérie intestinale commune, Firmicutesavait en quelque sorte « ramassé » les gènes nécessaires pour décomposer les fibres.
« Les bactéries en général, et les bactéries de l’intestin humain en particulier, sont très aptes à échanger des gènes », a déclaré le Dr Eric Martens, l’un des principaux auteurs de la nouvelle étude. « Ils peuvent échanger des capacités comme [the breakdown of seaweed], mais d’autres aussi. Ils peuvent échanger des traits de résistance aux antibiotiques, ce qui fait partie des raisons pour lesquelles la résistance aux antibiotiques est un tel problème.
Selon Martens, des études antérieures, comme celle réalisée en 2010 par un co-auteur, le Dr Jan Hendrik Hehemann, montrent que les bactéries intestinales humaines partagent un ancêtre commun avec une bactérie marine qui vit dans l’océan et s’y nourrit d’algues. Comment les gènes des bactéries marines se sont retrouvés dans les bactéries du microbiome humain « reste un mystère ».
«Lorsque nous avons séquencé les génomes de ces organismes, nous avons beaucoup de choses qui se déplacent entre les bactéries. Mais nous ne savons pas à quelle fréquence ces événements d’échange se produisent, et nous ne savons pas comment ces gènes pénètrent dans ces [bacteria in the first place].”
Maintenant, les scientifiques cherchent à comprendre exactement comment ces échanges de gènes se produisent. Ces connaissances pourraient offrir de nouveaux traitements, car des études montrent que des bactéries peuvent être conçues pour transporter des gènes particuliers dans l’intestin d’une personne et les échanger avec les autres membres du microbiome.
« Il existe des applications biotechnologiques vraiment intéressantes ici », a déclaré Martens. Une entreprise utilisant la technologie s’appelle Novome, avec laquelle Martens collabore actuellement. Novome utilise une variante de la bactérie digérant les algues et la modifie génétiquement pour remplir d’autres fonctions.
Les essais cliniques actuels étudient si la bactérie pourrait traiter une affection appelée hyperoxalurie, où les gens ne peuvent pas traiter correctement l’acide oxalique, un nutriment présent dans les légumes-feuilles. Les personnes qui ont des niveaux élevés d’acide oxalique auront des calculs rénaux plus fréquemment et peuvent développer une maladie rénale chronique.
Mais Novome a génétiquement modifié une bactérie mangeuse d’algues pour qu’elle contienne également le gène de traitement de l’acide oxalique.
Bien que ces bactéries modifiées puissent être administrées en tant que probiotiques, Martens explique que cela dépendrait de la capacité des bactéries à se développer dans l’intestin, en concurrence avec toutes les autres colonies bactériennes qui se sont établies dans votre microbiome depuis longtemps.
« La plupart des probiotiques en vente libre de nos jours ne colonisent pas très bien votre tractus gastro-intestinal (GI), car même si vous preniez une très grosse gélule pour un plein de probiotiques, vous obtenez tout au plus 10 à 100 milliards de bactéries. . Ceux-ci sont largement dépassés en nombre par les bactéries qui sont déjà dans [your gut] et là-bas qui sont mieux adaptés pour y être.
Au lieu de cela, Novome complète ses bactéries artificielles avec des algues, pour lui donner les meilleures chances de colonisation. « Les algues peuvent aider les bactéries à s’implanter dans leur tube digestif pour traiter le [excess] l’acide oxalique », a déclaré Martens.
À propos de notre expert
Docteur Eric Martens dirige le laboratoire Martens à la faculté de médecine de l’Université du Michigan, où lui et son équipe approfondissent notre compréhension du tractus gastro-intestinal humain.
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