Les changements de bactéries intestinales peuvent prédire l'infection et l'inflammation

L'une des révélations les plus surprenantes sur la biologie humaine apparue ces dernières années est que les microbes présents dans notre intestin dépassent largement les cellules de notre corps. De plus, il semble qu'ils jouent un rôle important dans notre santé. quand ils tombent malades, nous tombons malades. Maintenant, une nouvelle étude montre comment un modèle assisté par ordinateur peut prédire l'infection intestinale et l'inflammation avant que les symptômes n'apparaissent, en suivant l'évolution des signatures microbiologiques intestinales au fil du temps.

Écrire dans le journal PLoS ONE, les chercheurs de Brigham and Women 's Hospital (BWH), une filiale de la Harvard Medical School à Boston, suggèrent que leurs découvertes finiront par aider les médecins à mieux comprendre comment les bactéries étrangères perturbent notre microbiote intestinal. (GI) infection et inflammation.

L'auteur principal Lyn Bry, professeure agrégée de pathologie à la Harvard Medical School et directrice du Centre BWH de métagénomique clinique et translationnelle, a déclaré:

"Notre intestin contient 10 fois plus de cellules bactériennes qu'il n'y a de cellules humaines dans notre corps. Le comportement de ces écosystèmes bactériens complexes lorsqu'ils sont attaqués par une infection peut avoir un impact important sur notre santé."

Les bactéries intestinales présentent des signatures différentes à différents stades de l'infection

Pour l’étude, l’équipe a utilisé de nouveaux algorithmes informatiques développés par le co-premier auteur Georg Gerber, qui est également directeur du Centre BWH pour la métagénomique clinique et translationnelle, et directeur de l’unité computationnelle de BWH.

L'équipe a utilisé les algorithmes pour analyser ce qu'il advient des bactéries intestinales chez les souris à différents stades de l'infection par l'agent pathogène. Citrobacter rodentium. L'agent pathogène provoque des symptômes similaires à ceux d'une intoxication alimentaire chez l'homme.

Chez les souris ayant un système immunitaire sain, l'agent pathogène se déroule en quatre étapes distinctes: colonisation précoce, suivie d'une infection symptomatique, suivie d'une réponse du système immunitaire où l'agent pathogène est éliminé du système, et enfin d'une phase de «convalescence». , où les dommages aux tissus sont réparés.

L'ensemble du processus prend environ 2 mois.

Pour leur étude, l'équipe a produit des signatures génétiques de séries chronologiques des bactéries intestinales à différents points de l'intestin des souris pendant les deux mois du processus d'infection. Puis, en utilisant les algorithmes dans un cadre informatique, ils ont analysé les changements locaux et globaux dans les colonies bactériennes afin d'identifier les changements dynamiques qui correspondent aux différentes phases d'infection et d'inflammation.

Familles de microbes intestinaux perturbés de différentes manières au cours de l'infection

Les chercheurs ont constaté que les bactéries normales étaient perturbées de différentes manières, à différents endroits dans l'intestin, au fur et à mesure que l'infection se déroulait et se résolvait.

Par exemple, ils ont trouvé les signatures génétiques de colonies bactériennes appartenant au genre Mucispirillum ont montré que ceux-ci semblaient disparaître tôt dans le processus d'infection, avant que les symptômes n'apparaissent. Et ils ne reviennent pas à des niveaux normaux avant la phase finale de convalescence, bien après que le pathogène ait été éliminé.

Mucispirillum habite la couche de mucus dans le côlon et on sait que l'agent pathogène détruit activement le microenvironnement de cette partie de l'intestin.

"La régénération complète de la couche de mucus se produit quelque temps après la clairance de l'agent pathogène, fournissant une explication possible du retard observé Mucispirillum la recolonisation du côlon distal ", notent les auteurs, ajoutant que la signature correspondante" pourrait ainsi fournir un marqueur de la santé de la couche de mucus de surface dans le côlon distal, avec une application potentielle à d'autres modèles de colite inflammatoire. "

Signatures d'autres types de bactéries, tels que ceux appartenant aux familles Clostridiales et Lactobacillales ont montré que ces populations ont augmenté après la disparition de l'agent pathogène.

De plus, l'équipe a trouvé intéressant que certaines de ces augmentations se soient produites dans des parties intestinales où l'agent pathogène n'avait pas endommagé de cellules hôtes.

Les signatures microbiennes pourraient aider à détecter des versions subtiles ou des stades précoces des maladies intestinales

Le professeur Bry affirme que d'un point de vue clinique, "ces nouvelles signatures microbiennes que nous avons identifiées pourraient aider les cliniciens à détecter les premiers stades de l'inflammation ou une maladie persistante subtile chez les patients souffrant de troubles gastro-intestinaux, tels qu'une maladie intestinale inflammatoire."

Elle ajoute que plusieurs des signatures dépendantes du temps identifiées pourraient également être utilisées pour étudier d'autres types d'inflammation et d'infection.

Diverses subventions et fonds ont permis de financer l'étude, notamment des contributions des Instituts nationaux de la santé, de l'Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique, du prix commémoratif Stanley L. Robbins et d'organisations liées à Harvard.

Pendant ce temps, Nouvelles médicales aujourd'hui Récemment, nous avons appris qu'une étude a révélé que la diversité des bactéries intestinales s'améliore avec l'exercice, soulignant une autre façon intéressante que notre flore intestinale amicale affecte notre santé.

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