Un champignon découvert dans l'estomac de la souris pourrait jouer un rôle clé dans l'évolution fongique dans le tractus gastro-intestinal, selon une nouvelle recherche menée par les chercheurs de Weill Cornell Medicine. Cette découverte suggère que les études précliniques ont jusqu’à présent négligé un influenceur majeur de la physiologie de la souris.
Les scientifiques ont récemment pris conscience de l'importance, pour la santé humaine et les maladies, des microbes, souvent appelés « commensaux », qui vivent naturellement dans l'intestin. Les commensaux bactériens, par exemple, sont connus pour avoir une grande influence sur l’immunité humaine ; des changements anormaux dans ces populations ont été liés à des cancers, des troubles inflammatoires et même à la dépression. Cependant, la manière dont les commensaux fongiques intestinaux affectent l’immunité est moins bien comprise, en partie à cause de l’absence d’un bon modèle murin de commensalisme fongique.
La nouvelle étude, publiée le 27 novembre dans Nature, a révélé qu'une levure appelée Kazachstania pintolopesii, abondant dans l'estomac des souris sauvages, est exceptionnellement bien adapté aux souris et leur profite en renforçant leur protection immunitaire contre les parasites, tout en augmentant également leur vulnérabilité à certaines allergies.
« Depuis des années, nous recherchons un véritable commensal fongique chez la souris, mais les populations fongiques chez les souris de laboratoire, identifiées par l'analyse de l'ADN fongique, ont tendance à être transitoires et varient considérablement d'une colonie à l'autre », a déclaré le Dr Iliyan, auteur principal de l'étude. Iliev, professeur agrégé d'immunologie en médecine, membre de l'Institut Jill Roberts pour la recherche sur les maladies inflammatoires de l'intestin et membre du corps professoral du programme d'études supérieures en immunologie et pathogénie microbienne à Weill Médecine Cornell.
En 2019, une équipe dirigée par la co-auteure Dr Barbara Rehermann des National Institutes of Health a découvert que les souris de laboratoire « sauvages » élevées avec des microbes intestinaux comme celles des souris sauvages modélisent mieux les réponses immunitaires humaines que les souris de laboratoire traditionnelles. Le laboratoire du Dr Iliev, qui a participé à cette étude, a découvert des niveaux significativement plus élevés d'ADN fongique dans l'intestin de ces souris, des ampleurs supérieures à celles observées précédemment chez les souris de laboratoire.
C’est le début d’une sorte d’histoire de Sherlock Holmes : nous partons à la recherche du champignon dominant et étendons notre étude à d’autres populations de souris. Et quel meilleur endroit que New York pour trouver des souris sauvages ! »
Dr Iliyan Iliev, professeur agrégé d'immunologie en médecine, Weill Cornell Medicine
L'équipe a recherché des preuves de la présence du champignon dans des échantillons fécaux et d'autres matériaux fournis par des sociétés de lutte antiparasitaire à New York et à Los Angeles, et a acquis des échantillons auprès de plusieurs instituts de recherche qui utilisent ou vendent des souris de laboratoire. En fin de compte, ils ont déterminé que K. pintolopesii est très courante chez les souris sauvages, mais aussi souvent présente dans les colonies de souris de laboratoire sans que les chercheurs soient au courant de sa présence.
« La présence ou l'absence de ce champignon devrait être prise en compte dans de nombreux types d'études sur la souris », a déclaré le co-premier auteur, le Dr Yun Liao, chercheur postdoctoral au laboratoire Iliev.
« K. pintolopesii peut complètement changer les résultats expérimentaux », a déclaré le co-premier auteur, le Dr Iris Gao, qui était étudiante diplômée au laboratoire Iliev pendant l'étude.
Les chercheurs ont découvert que K. pintolopesii peut rapidement coloniser le tractus gastro-intestinal des souris de laboratoire, est transmis de manière fiable aux nouveau-nés de souris et échappe d'une manière ou d'une autre à l'immunité antifongique de son hôte, même s'il supprime partiellement la croissance d'autres espèces fongiques, ce qui laisse entendre que ce champignon est adapté au cours de l'évolution pour vivre chez la souris. et c'est un véritable commensal.
Cependant, lors de fluctuations du mucus gastro-intestinal causées par des changements alimentaires ou des antibiotiques, par exemple, le champignon devient visible pour le système immunitaire en activant la production d'une cytokine appelée IL-33. Cette cytokine, à son tour, déclenche ce que l’on appelle une réponse immunitaire de « type 2 ». Le champignon profite symbiotiquement à ses hôtes en supprimant d’autres champignons et en les protégeant contre les vers grâce à cette réponse immunitaire améliorée de type 2, mais d’un autre côté, il exacerbe les allergies alimentaires, a découvert l’équipe.
« Si vous utilisez des souris pour rechercher des allergies, des infections parasitaires, le développement d'un cancer ou tout autre domaine dans lequel les réponses immunitaires de type 2 ou de type 17 sont pertinentes, alors ce champignon peut être un facteur important que vous ne devriez pas omettre », a déclaré le Dr. dit Iliev.
Même si l'étude suggère que K. pintolopesii est un bon modèle de commensalisme fongique, il soulève également des questions importantes : ce champignon est-il un composant normal du microbiote murin qui devrait toujours être présent chez les souris de laboratoire, notamment pour les études touchant à l'immunologie ? Existe-t-il un commensal fongique qui joue un rôle similaire dans la promotion de l’immunité de type 2 chez l’homme ?
Le Dr Iliev et son laboratoire cherchent désormais des réponses à ces questions dans des échantillons collectés à travers le continent dans le cadre d'une collaboration de recherche formée entre des laboratoires de plusieurs institutions, dont le Broad Institute, les National Institutes of Health et la Pennsylvania State University.
