Les bactéries intestinales peuvent protéger les nourrissons des infections intestinales

La gastro-entérite est l'une des principales causes de décès chez les enfants de moins de 5 ans, entraînant chaque année 2,5 millions de décès, les plus jeunes étant les plus exposés. De nouvelles recherches sur des souris ont montré des preuves prometteuses qu'un type de bactéries intestinales pourrait fournir une protection contre les effets indésirables des infections gastro-intestinales chez les bébés.
De nouvelles découvertes chez la souris pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches pour protéger les bébés humains des infections gastro-intestinales.

Les infections gastro-intestinales sont une cause fréquente de diarrhée et de vomissements et sont déclenchées par des germes, notamment des virus, des bactéries et des parasites. Bactéries - telles que Salmonella et Escherichia coli - sont estimés être responsables de 10 à 20% des cas de gastro-entérite chez les enfants.

La plupart des cas de Salmonella et E. coli l'infection s'améliore sans traitement dans les 4 à 10 jours. Cependant, chez les jeunes enfants dont le système immunitaire est affaibli, le risque de complications est plus grand, notamment la déshydratation, l'insuffisance rénale et même la mort.

La faculté de médecine de l'Université du Michigan a exploré des souris de différents âges pour déterminer si les bactéries intestinales Clostridia peut jouer un rôle dans la protection des souris contre les conséquences potentiellement mortelles de Salmonella et E. coli. Les résultats pourraient conduire à de nouvelles approches pour protéger les nourrissons humains des infections gastro-intestinales. Les résultats des chercheurs ont été publiés dans Science.

"Tout parent sait que les nouveau-nés sont très sensibles aux infections au cours de la première année de leur vie, y compris les infections entériques ou intestinales", explique Gabriel Nunez, auteur principal de l'étude et professeur de pathologie à l'Université du Michigan. "Ce travail suggère que l'absence de bactéries protectrices dans le microbiote intestinal est un mécanisme pour cette sensibilité, peut-être plus que l'âge du système immunitaire."

Clostridia sont un groupe de plus de 100 espèces de bactéries inoffensives qui poussent dans l'intestin. La recherche indique que Clostridia est absent chez les souris nouveau-nées mais commence à croître quelques jours plus tard. L'absence de Clostridia rend les jeunes souris vulnérables aux bactéries envahissantes, qui sont similaires aux agents pathogènes qui infectent les bébés humains.

Sachant que les souris nouveau-nées n'ont pas de bactéries intestinales naturelles, les chercheurs ont vu une occasion d'observer comment les microbes bactériens des souris de différents âges affectaient la vulnérabilité des souris nouveau-nées à l'infection lorsqu'elles étaient transplantées dans leurs intestins.

Des techniques avancées d'analyse de l'ADN ont été utilisées pour détecter les types et mesurer les quantités de bactéries dans les entrailles des souris.

Clostridia réduit les bactéries nocives, réduit le risque de mort

Nunez et ses collègues ont utilisé des souris nées et adultes sans germes pour mener une série d'expériences. Des échantillons de microbes intestinaux ont été extraits des fèces de souris normales âgées de 4 jours, de 12 jours et de 16 jours.

L’équipe a constaté que les souris âgées de 16 jours présentaient la plus grande diversité de microbes intestinaux - y compris Clostridia et Bacteroides les bactéries - qui n'ont pas été observées chez les souris plus jeunes qui recevaient encore toute leur nutrition du lait maternel.

Les souris exemptes de germes ont reçu une transplantation de bactéries chez des souris normales âgées de 4 jours ou de 16 jours. Ils ont ensuite été exposés à une souche de Salmonella cela infecterait seulement l'intestin. Parmi les souris qui ont reçu les microbes âgés de 4 jours, la moitié sont morts. Cependant, aucune des souris ayant reçu les microbes âgés de 16 jours n'est morte.

Ensuite, les enquêteurs ont essayé la même expérience en utilisant Citrobacter rodentium - une souche de bactéries similaire à la E. coli des souches qui affectent les humains. Beaucoup de souris ayant reçu les microbes âgés de 4 jours sont mortes. Les souris survivantes ont ensuite reçu une greffe des microbes âgés de 16 jours, ce qui a rapidement diminué la quantité de microbes. C. rodentium dans leurs tripes

Les chercheurs ont ensuite voulu savoir ce qui se passerait si les microbes d’une souris nouveau-née étaient administrés à des souris sans germes, mais qui contenaient des doses supplémentaires de Clostridia ou Bacteroides bactéries. Lorsque les groupes de souris ont été exposés à C. rodentium, seules les souris qui avaient reçu Clostridia ont pu résister à l'infection.

De même, 90% des souris ayant reçu Clostridia étaient encore en vie une semaine plus tard et après avoir été exposé à Salmonella, comparé à ceux qui n'avaient pas reçu Clostridia.

Salmonella et E. coli affectent également les adultes, bien que dans une moindre mesure, les chercheurs ont donc décidé d'évaluer les conséquences de l'administration de la vancomycine - un antibiotique qui détruit Clostridia et Bacteroides - aux souris adultes. le Salmonella et C. rodentium prospéré dans cet environnement intestin affaibli.

La protection contre l'infection a augmenté de manière significative en ajoutant du succinate

Nunez et ses collaborateurs ont également comparé les rôles du système immunitaire et des microbes intestinaux dans la lutte contre les infections. Ils ont atteint cet objectif en étudiant des souris présentant un système immunitaire affaibli. Les souris ont reçu des microbes de 4 jours et ont été exposées à Salmonella. Les souris ont pu combattre l’infection malgré leur système immunitaire affaibli, mais seulement quand elles ont reçu une dose supplémentaire de Clostridia.

L'expérience finale a évalué l'impact de l'ajout de succinate à l'eau potable de souris ayant reçu des microbes de 4 jours avec Clostridia. Le succinate est un sel que les bactéries qui se développent sur l'oxygène produisent en tant que sous-produit. L’ajout de succinate au mélange offre aux souris une protection encore meilleure contre Salmonella, ce qui suggère que Clostridia - qui vivent en l'absence d'oxygène - se nourrissent des déchets de bactéries qui ont besoin d'oxygène, qui s'épanouissent dans les entrailles des nouveau-nés.

Clostridia commencer à croître dans l'intestin et empêcher la croissance de Salmonella et C. rodentium pendant la période de sevrage, les souris passent du lait de leur mère à la nourriture solide. L'équipe commence à examiner le rôle joué par le lait maternel dans l'établissement du microbiome intestinal du nouveau-né et comment le sevrage aux solides transfère les microbes du monde extérieur vers l'intestin de l'enfant.

"Normalement, nous acquérons Clostridia des souches dans nos intestins lorsque nous commençons à manger des solides, mais ce travail suggère une fenêtre de vulnérabilité aux agents pathogènes entériques dans les premiers stades de la vie. "

Gabriel Nunez

Les futurs travaux de la faculté de médecine de l’Université du Michigan testeront les souches Clostridia qui sont les plus efficaces. Si, dans d'autres études, le rôle protecteur de Clostridia pour les nouveau-nés est confirmé, il pourrait être possible pour un essai clinique chez l'homme de tester une combinaison de souches, conclut Nunez.

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