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, y compris 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 chez l’homme avaient offert des résultats incohérents, en partie à cause du plus petit nombre de participants et de l’incapacité à éliminer 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 participant à l’étude internationale sur le microbiome de 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 soit la manipulation du microbiome, soit des interventions diététiques.
C’est l’étude de référence qui sera utilisée par le domaine pour les années à venir. »
Sergio Baranzini, PhD, titulaire de la chaire dotée de la famille Heidrich et de ses amis en neurologie et membre de l’UCSF Weill Institute for Neurosciences
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 qui étaient différentiellement présentes 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, ce qui a confirmé 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 dans le but de déterminer le rôle des bactéries intestinales dans la sensibilité, la progression et la réponse au traitement de la SEP. La première étude a validé le protocole de contrôle des ménages, montrant qu’il augmente la puissance statistique dans les études de microbiome basées sur la population.
Les résultats de l’étude sont avant tout 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 cet article. 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 trouvées en étudiant les voies potentielles que ces bactéries codent.
« Sachant quels gènes de quelle espèce nous sommes capables d’identifier dans les cas et les témoins, nous pouvons maintenant commencer à reconstruire quelles voies potentielles sont 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 traiter les fibres des plantes, dont les sous-produits ont tendance à être trouvés à des concentrations accrues chez les patients atteints de SEP. D’autres espèces semblent avoir une influence sur l’inflammation et la machinerie de production 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, présentaient 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 de l’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 2000. À partir de cet automne, ils suivront également un sous-ensemble de patients sur 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. « Dans l’iMSMS, nous avons vraiment réuni les meilleurs et les plus brillants chercheurs dans le domaine de la recherche sur le microbiome et dans la sclérose en plaques, et ils tirent tous vers le même objectif. »
