Étude : Les lactobacilles vivant dans le microbiome des voies urinaires féminines peuvent tuer les bactéries pathogènes à proximité

Les lactobacilles qui vivent dans le microbiome des voies urinaires féminines humaines sont compétitifs et tuent les bactéries pathogènes voisines, selon la première étude de ce type par une équipe dirigée par la microbiologiste Dr Tanya Sysoeva de l’Université de l’Alabama à Huntsville (UAH). .

Une meilleure compréhension des processus impliqués pourrait conduire à de nouvelles thérapies qui encouragent les « bonnes » bactéries à combattre les « mauvaises », comme la prévention ou le traitement des infections des voies urinaires (IVU).

« Notre groupe se concentre principalement sur la recherche d’alternatives à l’antibiothérapie traditionnelle, car nous savons que les antimicrobiens échouent de plus en plus souvent », explique le Dr Sysoeva, professeur adjoint de sciences biologiques à l’UAH, qui fait partie du système de l’université. de l’Alabama. , et directeur du Laboratoire Sysoeva. « Les agents pathogènes sont connus pour acquérir une résistance. »

Un microbiome urinaire bien compris pourrait également s’avérer utile dans le diagnostic général des maladies. « L’espoir est qu’à l’avenir, nous pourrons non seulement » faire pipi sur un bâton « pour détecter une grossesse ou une infection, mais nous envisageons de manière ambitieuse que nous pourrons détecter d’autres maladies, peut-être grâce à une meilleure compréhension de la façon dont le le microbiome urinaire réagit aux changements et aux conditions de notre santé », dit-elle.

Les in vitro L’enquête en laboratoire a utilisé un référentiel de bactéries isolées de femmes ménopausées en bonne santé et malades qui avaient été précédemment collectées par le Dr Sysoeva et le Dr Nazema Siddiqui, professeur agrégé d’obstétrique et de gynécologie à l’Université Duke.

En tant que microbiologistes, nous sommes très curieux de voir si les microbes qui résident dans nos vessies peuvent résister à l’invasion des « méchants », bactéries pathogènes ou uropathogènes. En tant que communauté scientifique, nous en savons beaucoup sur les uropathogènes car ils sont caractérisés depuis des décennies. Mais on sait très peu de choses sur ces bactéries « résidentielles », ou bactéries dites commensales. »

Dr Tanya Sysoeva, professeur adjoint de sciences biologiques, Université de l’Alabama à Huntsville

Puisqu’il a été démontré que la plupart des microbiomes des voies urinaires féminines sont dominés par les lactobacilles, un type de bactérie qui forme de l’acide lactique, l’équipe du Dr Sysoeva a décidé de se concentrer sur eux.

« Cette destruction des lactobacilles fonctionnera même si les uropathogènes ont de multiples résistances aux antibiotiques », explique le Dr Sysoeva. « Il est très excitant de réaliser que la vessie humaine est, ou peut être, colonisée par ces lactobacilles et peut-être protégée de l’infection. »

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Le microbiome humain est une collection de tous les micro-organismes qui vivent dans et sur le corps humain, dit-elle.

« On pense que, dans notre corps, pour chacune de nos cellules nous avons une ou plusieurs cellules microbiennes. Par conséquent, les microbes apportent de nombreux gènes et fonctionnalités à notre organisme, pas seulement des maladies infectieuses ».

beaucoup de pièces différentes

Bien qu’on l’appelle le microbiome humain, il s’agit en fait d’une collection de différents microbiomes.

« Vous pouvez le considérer comme une maison avec de nombreuses pièces différentes », explique le Dr Sysoeva. « C’est parce que nos corps ont des espaces si différents – pensez aux propriétés de votre peau par rapport, disons, à votre intestin. »

Même dans le tractus gastro-intestinal, les conditions dans la cavité buccale, l’estomac ou les intestins sont radicalement différentes, impliquant différents nutriments, oxygène et acidité, dit-elle.

« Ainsi, chaque partie aura des microbes différents et donc son microbiome unique, comme le microbiome oral, le microbiome de l’estomac et le microbiome du côlon », explique le Dr Sysoeva. « Ce dernier est ce que nous appellerions probablement un microbiome intestinal dont nous avons tant entendu parler. »

Le tractus urinaire humain est peuplé d’une communauté très faible mais diversifiée de microbes qui sont principalement des bactéries, dit-elle.

« Nous les appelons le microbiome urinaire commensal, ou urobiome en abrégé. La composition de cet urobiome est très variable entre les personnes et même au sein d’un individu au fil du temps, mais la composition semble être associée à la santé générale et urinaire. »

Les recherches récentes du Dr Sysoeva ont révélé de nouvelles questions.

« Bien que cela soit prometteur en termes de réflexion sur la manière dont nous pouvons utiliser notre microbiome pour prévenir et peut-être traiter les infections urinaires, nous constatons que nos essais en laboratoire pourraient ne pas tout expliquer », dit-elle.

« Par exemple, nous voyons que les lactobacilles isolés chez les femmes atteintes d’infections urinaires récurrentes sont également capables d’inhiber les agents pathogènes dans des conditions de laboratoire en éprouvette », explique le Dr Sysoeva. « Nous avons également constaté que chez certains patients, les » bons lactobacilles « coexistent avec des agents pathogènes. Comme il s’agit de premières études, nous ne savons pas pourquoi. »

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Il est possible que puisque les échantillons ont été prélevés en l’absence d’infection active, les lactobacilles tiennent les agents pathogènes à distance ou que d’autres facteurs soient en jeu, dit-elle. Peut-être que les lactobacilles inhibent les agents pathogènes dans le tube à essai, mais ils ne sont pas à portée des autres dans la vessie, ou l’état de la vessie ne leur permet pas de le faire car cela affecte leur métabolisme.

« C’est la première étude de ces interactions, et le microbiome est une communauté complexe de microbes qui interagit avec nos cellules et notre système immunitaire, et qui change avec des conditions comme l’alimentation ou les médicaments », explique le Dr Sysoeva. « Nous avons constaté que les patients en bonne santé ont tendance à être colonisés par certains types de lactobacilles mais pas par d’autres, et que les mécanismes de la façon dont les microbes se font concurrence ou s’entretuent varient. »

Les observations selon lesquelles les lactobacilles urinaires sont très divers sont « très importantes car lorsque nous recherchons un » bon probiotique « pour la santé urinaire ou même un traitement sous la forme de ces » bons insectes « , nous devons choisir les bonnes souches », a-t-il déclaré. a dit. Il dit. « Nous ne pouvons pas simplement dire aux gens de manger du yaourt ou un probiotique aléatoire contenant des lactobacilles. »

L’équipe UAH du Dr Sysoeva comprenait Lydia Delaney, diplômée en sciences infirmières en 2021, maintenant à l’hôpital pour femmes Ascension St. Vincent à Indianapolis, Indiana, qui a travaillé sur la recherche récente en 2020 dans le cadre d’un projet de recherche ou d’expérience créative pour les étudiants universitaires; James Johnson, titulaire d’un baccalauréat ès sciences en 2021, actuellement inscrit au programme de maîtrise de l’Université Drexel ; et la deuxième année du lycée d’été Vaishali Ojha du lycée James Clements à Madison, et la deuxième année du lycée Medha Radraraju du lycée Panther Creek à Cary, en Caroline du Nord. Le manuscrit.

la recherche future

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer quels lactobacilles pourront coloniser la vessie et lesquels résisteront le mieux aux invasions pathogènes.

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« Qui sera un bon protecteur ? demande le Dr Sysoeva.

Pour répondre à cela, les chercheurs ont élargi les tests pour inclure davantage de variétés de bactéries urinaires, pas seulement des lactobacilles.

« Nous prévoyons de tester des isolats de patients de différents groupes d’âge, de tester des interactions plus complexes et de déterminer comment les cellules hôtes affectent ces interactions », explique le Dr Sysoeva. « Nous avons un long chemin devant nous, mais j’espère que cela conduira à des thérapies spécifiques que nous pourrons tester dans des essais cliniques et soulager la souffrance des patients atteints d’infections urinaires récurrentes, ou aider ceux qui ont des infections résistantes aux antibiotiques, ce que nous ne pouvons pas traiter autrement. » façon ».

Avec le vieillissement, les deux sexes deviennent de plus en plus sensibles aux infections urinaires, et les recherches futures nécessiteront des études similaires pour les hommes, explique le Dr Sysoeva.

L’un des objectifs est de comprendre le développement du microbiome urinaire tout au long de la vie, ainsi que ses différences entre les sexes et dans diverses conditions métaboliques et pathologiques. Dans le cadre d’une nouvelle subvention et en collaboration avec le Dr Maryellen Kelly, professeur adjoint de recherche à la Duke University School of Nursing, et le Dr Lisa Karstens, professeur adjoint à l’Oregon Health and Science University, le microbiome chez les enfants à l’aide de nouvelles méthodes de séquençage.

Le Dr Sysoeva a récemment soumis deux propositions de subventions importantes en collaboration avec le Dr Siddiqui et le Dr Maria Hadjifrangiskou, professeur agrégé aux départements de pathogenèse moléculaire et de chirurgie urologique de l’Université Vanderbilt, et leurs collègues.

« Dans les deux cas, notre objectif est d’amener nos lactobacilles urinaires à un modèle animal, en l’occurrence des souris, pour tester les effets protecteurs et leurs mécanismes. Direct (dans un organisme vivant) », déclare le Dr Sysoeva. « Ce sera passionnant de se développer dans ce domaine avec l’accès à des installations de souris sans germes, à des chercheurs cliniques spécialisés dans les troubles du plancher pelvien et à des experts en uropathogènes.

Police de caractère:

Université de l’Alabama à Huntsville (UAH)

Référence du magazine :

Johnson, J.A. et coll. (2022) Les lactobacilles urinaires commensaux inhibent les principaux uropathogènes in vitro avec une hétérogénéité au niveau de l’espèce et de la souche. Frontières en microbiologie cellulaire et infectieuse. doi.org/10.3389/fcimb.2022.870603.

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