Les scientifiques «piratent» la bactérie intestinale commune

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Systèmes cellulaires, les chercheurs révèlent comment ils ont conçu une bactérie intestinale commune pour avoir de nouvelles fonctions, permettant le contrôle de l'expression des gènes dans le tractus intestinal des souris.
Les chercheurs espèrent qu'ils pourront un jour utiliser la signalisation intestinale pour modifier l'expression des gènes via des bactéries modifiées, ce qui pourrait offrir de nouvelles stratégies de traitement pour de nombreuses affections.

Les responsables de l'étude, Timothy K. Lu et Christopher Voigt, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), et ses collègues affirment que leur étude pourrait ouvrir la voie au développement de microbes capables de détecter les maladies dans l'intestin ou de délivrer des médicaments.

Les chercheurs étudient de plus en plus comment concevoir des bactéries intestinales pour qu’elles détiennent un potentiel thérapeutique.

L'année dernière, par exemple, Nouvelles médicales aujourd'hui a rapporté une étude réalisée par des chercheurs de l’Université Vanderbilt de Nashville, dans le Escherichia coli les bactéries ont été modifiées pour réduire l'apport alimentaire et l'obésité chez les souris.

L’équipe du MIT note cependant que E. coli n'est pas présent dans l'intestin en abondance - il peut être éliminé quelques jours après son introduction. En tant que tels, ils ont tourné leur attention vers Bacteroides - spécifiquement, une espèce appelée Bacteroides thetaiotaomicron.

"Par rapport à E. coli, Bacteroides les populations présentent une faible variation de l'abondance et de la colonisation à long terme », expliquent les auteurs.B. thetaiotaomicron est à la fois prévalent (présent chez 46% des humains) et abondant, ce qui en fait un organisme prometteur pour comprendre et manipuler l'environnement intestinal. "

En outre, les chercheurs affirment que ces bactéries sont capables d'exprimer des gènes «à la demande» et d'interagir à long terme avec des cellules humaines et d'autres bactéries intestinales. Cela signifie qu'une forme de cette bactérie conçue pour délivrer des médicaments et que ses gènes exprimés peuvent rester dans l'intestin plus longtemps.

Gènes présents dans la bactérie modifiée exprimés en fonction de l'alimentation de la souris

Ingénieur B. thetaiotaomicron, l'équipe du MIT a combiné plusieurs outils que les chercheurs utilisaient auparavant pour concevoir d'autres bactéries, notamment des promoteurs, des séquences de liaison aux ribosomes, des commutateurs de mémoire et des interférences CRISPR, et les a introduits dans la bactérie.

"Nous avons ensuite montré que des dispositifs génétiques pourraient être implémentés dans la bactérie et que leur fonctionnement dans le contexte du microbiome intestinal de la souris serait démontré." dit Lu.

Expliquant ce que signifient ces résultats, Voigt dit:

"Le point culminant du travail est non seulement que vous avez une bactérie d'ingénierie qui colonise l'intestin de la souris, mais vous pouvez activer les gènes de la bactérie en fonction de ce que vous nourrissez la souris. C'est vraiment quelque chose de nouveau. contrôler ce que la bactérie fait sur le site où elle opère. "

Les chercheurs espèrent faire évoluer leurs travaux vers des essais sur des humains, mais notez qu’il ya des obstacles à surmonter en premier. Par exemple, dans cette étude, les souris devaient recevoir des antibiotiques avant que leur intestin puisse être colonisé par B. thetaiotaomicron.

En outre, l’équipe affirme qu’elle doit démontrer que les bactéries peuvent être conçues pour exécuter des fonctions plus complexes, telles que la capacité à répondre à une variété d’entrées sensorielles.

Les chercheurs affirment que l'objectif à long terme est d'utiliser la signalisation intestinale pour modifier l'expression des gènes via des bactéries modifiées, ce qui pourrait offrir de nouvelles stratégies thérapeutiques pour divers problèmes de santé.

"La grande image est que les bactéries qui vivent en nous ou sur nous ont un impact très important sur la santé humaine et les techniques existantes pour moduler le microbiome - prendre des antibiotiques ou modifier notre alimentation - sont relativement limitées", note Lu.

"Nous espérons que ces outils vous permettront de concevoir avec précision l’interface intime entre les bactéries et les êtres humains. Nous pourrons ainsi résoudre certains problèmes majeurs liés à la santé."

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