Un consortium de recherche international dirigé par des scientifiques de l’UC San Francisco a montré des différences significatives entre les profils de bactéries intestinales des patients atteints de sclérose en plaques (SEP) et des individus en bonne santé, ainsi qu’entre les patients atteints de SEP recevant différents traitements médicamenteux. Bien que certains de ces changements aient déjà été signalés, la plupart sont signalés pour la première fois. Le groupe a également découvert de nouveaux mécanismes par lesquels ces bactéries peuvent potentiellement influencer le développement de la maladie et la réponse au traitement.
Ces dernières années, les scientifiques ont de plus en plus établi des liens entre les bactéries intestinales et un certain nombre de maladies, pas seulement les maladies de l’intestin, notamment le diabète et l’arthrite. Le domaine des études sur le microbiome s’est vraiment ouvert avec les progrès du séquençage de l’ADN au début des années 2010 qui ont permis aux scientifiques d’obtenir une image détaillée des bactéries présentes dans les échantillons de selles, de sang, de tissus muqueux et de peau.
Jusqu’à récemment, la plupart des preuves expérimentales suggérant un lien entre les bactéries intestinales et la SEP provenaient de recherches sur des souris. Les études humaines ont fourni des résultats incohérents, en partie en raison du plus petit nombre de participants et de l’incapacité à détecter les effets de l’environnement sur le microbiome d’un individu. L’endroit où l’on vit – rural ou urbain, au sommet d’une montagne ou à côté d’une raffinerie de pétrole – joue un rôle important dans les bactéries que notre corps abrite.
Pour contourner ces limitations, le consortium de scientifiques impliqués dans l’étude internationale du microbiome sur la sclérose en plaques (IMSMS) a recruté un grand nombre de patients atteints de SEP de trois continents et a sélectionné des témoins génétiquement non apparentés dans les mêmes foyers que les patients. C’était la première fois que cette méthodologie était utilisée dans une étude aussi vaste. L’étude, qui a été publiée dans Cellule le 15 septembre 2022, décrit les différences entre les profils de microbiome intestinal de 576 patients et un nombre égal de témoins domestiques aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Espagne et en Argentine. Les résultats pourraient conduire à de nouvelles thérapies impliquant la manipulation du microbiome ou des interventions diététiques.
C’est l’étude de référence que le domaine utilisera pour les années à venir. »
Sergio Baranzini, PhD, Heidrich Family and Friends Endowed Chair in Neurology et Fellow à l’UCSF Weill Institute for Neuroscience
Sergio Baranzini est l’auteur principal de la nouvelle étude.
Grâce à leur protocole innovant, Baranzini et ses collègues ont pu identifier des dizaines de nouvelles espèces de bactéries associées à la SEP et confirmer d’autres espèces qui n’étaient auparavant associées qu’à la maladie. « Nous avons été surpris par le nombre d’espèces présentes différemment dans la SEP par rapport aux témoins », a déclaré Baranzini. Ils ont également constaté que la plus grande source de variation des espèces de bactéries était liée à la localisation géographique des participants, confirmant l’importance de la localisation et des variations locales du régime alimentaire pour le microbiome intestinal. La deuxième plus grande source de variation était l’état de santé d’un participant, ce à quoi les chercheurs s’attendaient.
L’étude était la deuxième d’une série menée par iMSMS, un consortium international créé en 2015 pour déterminer le rôle des bactéries intestinales dans la susceptibilité, la progression et la réponse au traitement de la SEP. La première étude a validé le protocole de contrôle à domicile et a montré qu’il augmente la puissance statistique dans les études de microbiome basées sur la population.
Les résultats de l’étude sont principalement descriptifs, reconnaît Baranzini. « Quand on regarde le microbiome, il y a deux questions qui sont généralement posées », a-t-il déclaré. « Le premier est ‘Qui est là?’ C’est ce à quoi nous essayons de répondre dans ce document. La seconde est : » Que font-ils ? » »
Répondre à la deuxième question nécessite des études mécanistes avec des bactéries individuelles pour comprendre leurs profils métaboliques. Pourtant, les chercheurs ont obtenu quelques indices sur ce que font les bactéries qu’ils ont trouvé en étudiant les voies potentielles que ces bactéries codent.
« En sachant quels gènes de quelles espèces nous pouvons identifier dans les cas et les témoins, nous pouvons maintenant commencer à reconstituer les voies potentielles actives chez les patients et les témoins », a déclaré Baranzini.
Par exemple, certaines des bactéries que l’équipe a trouvées associées à la SEP semblent jouer un rôle en aidant les humains à transformer les fibres végétales, dont les sous-produits ont tendance à se trouver à des concentrations plus élevées chez les patients atteints de SEP. D’autres espèces semblent influencer l’inflammation et la machinerie productrice d’énergie de la cellule.
Les chercheurs ont également découvert que les patients traités avec un immunomodulateur connu sous le nom d’interféron bêta-1a, le traitement le plus ancien de la SEP, avaient des concentrations plus faibles d’acides gras à chaîne courte dans leurs selles et des concentrations plus élevées dans leur sang. Les acides gras à chaîne courte sont connus pour leurs propriétés anti-inflammatoires, ce qui suggère que l’interféron agit en augmentant le transport de ces molécules de l’intestin vers la circulation sanguine, ce qui, selon Baranzini, pourrait être l’un des mécanismes d’action du interféron.
Le groupe iMSMS continuera de recruter des patients, s’étendant à l’Allemagne et au Canada, jusqu’à ce que le nombre total de participants à la cohorte atteigne 2 000. À partir de cet automne, ils suivront également un sous-ensemble de patients pendant deux ans pour voir comment leur microbiote intestinal change. en réponse au traitement, aux changements de mode de vie et à la progression de la maladie. Toutes les données de ces études seront accessibles au public.
« C’est un exemple de la façon dont la grande science ne peut être réalisée qu’en collaboration », a-t-il ajouté. « Chez iMSMS, nous réunissons vraiment les meilleurs et les plus brillants chercheurs dans le domaine de la recherche sur le microbiome et la sclérose en plaques, et ils travaillent tous vers le même objectif. »
Université de Californie-San Francisco
Consortium iMSMS., (2022).Le microbiome intestinal des patients atteints de sclérose en plaques et des témoins familiaux en bonne santé correspondants révèlent des associations avec le risque et l’évolution de la maladie. Cellule. doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.021.