Les bactéries de l’intestin grêle s’adaptent dynamiquement à notre état nutritionnel, les espèces individuelles disparaissant et réapparaissant. Des chercheurs de l’Université de Berne et de l’Hôpital universitaire de Berne ont pu pour la première fois étudier de manière approfondie les bactéries de l’intestin grêle et leur adaptabilité unique. Les résultats contribuent à une meilleure compréhension des maladies intestinales telles que la maladie de Crohn ou la maladie coeliaque et au développement de nouvelles approches thérapeutiques.
Les humains ont autant de microbes dans leur microbiote qu’il y a de cellules dans le corps, et la plupart d’entre eux se trouvent dans le gros intestin (côlon). Ils sont une partie importante de notre «digestion» car ils peuvent récolter l’énergie de nombreux aliments qui échappent à nos enzymes digestives. Malheureusement, alors qu’il est facile de prélever des échantillons fécaux, il a été en grande partie impossible d’étudier l’intestin grêle inférieur car il ne peut être atteint que lors d’une opération chirurgicale ou après avoir purgé le contenu intestinal pour permettre le passage en toute sécurité d’un endoscope.
Le microbiome de l’intestin grêle est resté presque « terra incognita » dans le tractus gastro-intestinal humain, malgré le fait que l’intestin grêle est essentiel à la vie et qu’il absorbe 90 % de toutes nos calories. Des chercheurs dirigés par Andrew Macpherson et Bahtiyar Yilmaz du Département de recherche biomédicale de l’Université de Berne et de la Clinique universitaire de chirurgie et de médecine viscérales de l’Inselspital ont désormais pu examiner les bactéries intestinales de l’intestin grêle humain d’une manière simple et innovante façon de montrer comment ils soutiennent le processus digestif en réagissant dynamiquement à l’état nutritionnel humain. Alors que les bactéries intestinales (microbiote) du gros intestin restent relativement stables tout au long de la vie, celles de l’intestin grêle se sont révélées très instables : elles disparaissent en grande partie lorsque nous jeûnons pendant la nuit et réapparaissent lorsque nous mangeons le matin. Ces découvertes sont importantes pour une meilleure compréhension du développement des maladies intestinales telles que la maladie coeliaque ou la maladie de Crohn. L’étude est publiée dans la revue Cell Host and Microbe.
Accès direct aux bactéries intestinales
Les chercheurs ont pu examiner des patients dont l’intestin grêle inférieur (iléon) avait eu besoin d’une intervention chirurgicale pour un cancer. Une fois ces patients guéris, dans certains cas, l’iléon se termine par une ouverture artificielle sur la paroi abdominale. De cette façon, les chercheurs ont eu un accès direct aux petites bactéries intestinales et ont pu examiner ce qui se passait en « temps réel ». Les échantillons bactériens ont été analysés en utilisant les dernières méthodes de séquençage. Il a été montré que le nombre de bactéries dans l’iléon dépend en grande partie de l’état nutritionnel du patient : les périodes sans nourriture éliminent en grande partie les bactéries de l’intestin grêle. Après un repas, les bactéries « fleurissent » à nouveau. Malgré ces fluctuations de la « biomasse » liées à l’alimentation, les différents types de bactéries ne disparaissent pas, même si leur nombre est très faible. « Au contraire, chaque espèce est composée d’un grand nombre de sous-espèces qui coexistent – un peu comme les différentes variantes de COVID-19 qui apparaissent et disparaissent dans la population humaine – et les proportions de chaque sous-espèce changent très rapidement, même quelques heures après avoir mangé un repas », a déclaré le Dr Bahtiyar Yilmaz, premier auteur et auteur correspondant de l’étude.
Méthode efficace et simple
L’étroite collaboration entre la clinique et la recherche fondamentale, qui existe entre l’Hôpital universitaire de Berne et l’Université de Berne, s’est avérée ici particulièrement précieuse : « La disponibilité de différents types d’échantillons, combinée à une documentation sans précédent des détails cliniques par le personnel de l’Hôpital universitaire de Berne et le séquençage microbien approfondi avec la plateforme de séquençage de nouvelle génération de l’Université de Berne rendent notre étude unique », déclare Yilmaz. Les résultats montrent que l’utilisation d’échantillons de stomie est très efficace et simple pour caractériser la flore intestinale de l’intestin grêle. Les chercheurs ont également pu démontrer que les prélèvements de patients porteurs d’une stomie de l’intestin grêle sont représentatifs de la flore intestinale de l’intestin grêle sans chirurgie.
« Écosystème » dans l’intestin grêle
« Nous considérons ces changements dans les bactéries intestinales de l’intestin grêle comme un écosystème », a expliqué Andrew Macpherson, responsable de l’étude et auteur principal. « Parce que le système est si flexible, chaque espèce bactérienne peut s’adapter à un environnement changeant dans l’intestin grêle en modifiant les proportions des sous-espèces et ainsi empêcher l’espèce dans son ensemble de disparaître. » De cette façon, les bactéries intestinales évitent les extinctions d’espèces – à moins qu’il n’y ait des « goulots d’étranglement » dus à la maladie, à la malnutrition ou à la pollution de l’environnement. Les résultats peuvent aider à comprendre les interactions entre l’hôte et les bactéries intestinales dans les maladies intestinales telles que la maladie de Crohn, la maladie coeliaque ou l’inflammation chronique du gros intestin (colite ulcéreuse) et constituent la base de nouvelles approches thérapeutiques.
Cette étude a été financée par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) et le Conseil européen de la recherche (ERC).
