Dans une étude récente publiée dans Médecine naturelleun groupe de chercheurs a étudié la relation entre le virome intestinal au début de la vie, en particulier les taxons de phages tempérés, et le développement de l’asthme pendant l’enfance, tout en considérant l’interaction avec la génétique de l’hôte et le bactériome.
Arrière-plan
L’asthme, une maladie inflammatoire chronique répandue des voies respiratoires, débute souvent dès la petite enfance. Sa physiopathologie est complexe et influencée par des facteurs génétiques, environnementaux et immunologiques. Le microbiote intestinal, crucial dans le développement immunitaire, a été associé à l’asthme, aux allergies et à d’autres maladies chroniques à médiation immunitaire. Malgré cela, la recherche s’est principalement concentrée sur les bactéries intestinales, laissant le rôle des virus intestinaux, en particulier des phages, moins exploré.
L’intestin abrite de nombreux virus, les phages ciblant principalement les bactéries. Les phages, qu’ils soient virulents ou tempérés, peuvent avoir un impact sur l’immunité de l’hôte en influençant la colonisation bactérienne et en interagissant avec le système immunitaire des muqueuses. Des recherches plus approfondies sont essentielles pour démêler les interactions complexes entre le virome intestinal, le bactériome et l’immunité de l’hôte. Cela pourrait conduire à de nouveaux biomarqueurs et stratégies thérapeutiques pour l’asthme et d’autres maladies à médiation immunitaire.
À propos de l’étude
Conformément à la Déclaration d’Helsinki, la présente étude sur l’asthme chez les enfants a respecté des normes éthiques strictes. Le consentement parental a été obtenu et le strict respect des réglementations en matière d’intégrité de la recherche, de sécurité des patients et de protection des données, notamment les bonnes pratiques cliniques (BPC) et le règlement général sur la protection des données (RGPD), a été maintenu.
L’étude faisait partie de la cohorte mère-enfant danoise COPSAC2010, impliquant 700 enfants de la grossesse à l’âge de cinq ans. Les diagnostics d’asthme ont été soigneusement enregistrés sur la base de critères complets, notamment la gravité des symptômes, la durée et la réponse au traitement. Pour cette étude, tout diagnostic d’asthme avant l’âge de cinq ans a été pris en compte.
Des échantillons fécaux de 647 enfants ont été analysés pour déterminer leur virome à l’âge d’un an. La collecte, le stockage et le traitement des échantillons ont suivi des protocoles spécifiques, garantissant la conservation des échantillons jusqu’à l’analyse. Le traitement bioinformatique impliquait des procédures détaillées pour l’extraction des viromes, la préparation de la bibliothèque et le séquençage. Pour l’acide désoxyribonucléique (ADN) bactérien, des méthodes et des outils spécifiques ont été utilisés, notamment les kits MoBio PowerSoil et la plateforme MiSeq, à savoir MiSeq Sequencing System, pour le séquençage.
L’analyse statistique a été réalisée à l’aide de R, en utilisant divers progiciels pour le traitement et la visualisation des données. L’étude a utilisé des valeurs P bilatérales, avec un seuil de signification fixé à P ≤ 0,05, et a utilisé la correction Benjamini-Hochberg pour des tests multiples. Les associations entre l’asthme et le virome ont été étudiées à l’aide de la régression logistique et d’autres méthodes statistiques tout en contrôlant les facteurs de confusion potentiels et les effets de lot.
L’étude a également évalué la corrélation entre le virome et le bactériome, en utilisant les corrélations de Spearman et l’analyse de Procrustes. L’impact du virome sur le développement de l’asthme a été analysé à l’aide d’analyses de régression logistique et de régression quasi-poisson. De plus, une analyse de médiation a été réalisée pour tester l’importance des effets bactériens indirects.
Les trajectoires de développement de l’asthme ont été examinées à l’aide d’équations d’estimation généralisées, qui ont permis une évaluation longitudinale de la persistance de l’asthme au fil du temps. L’étude a en outre étudié le moment de l’apparition de l’asthme préscolaire en relation avec les scores de signature du virome et du bactériome. Quatre groupes ont été comparés à l’aide d’une analyse de courbe de Kaplan – Meier et d’un test de log-rank, fournissant ainsi un aperçu de l’impact de ces communautés microbiennes sur le développement de l’asthme.
Les facteurs environnementaux influençant le score de signature du virome ont également été examinés par analyse de régression linéaire. Enfin, l’étude a approfondi l’aspect génétique en se concentrant sur le génotype Toll-Like Receptor 9 (TLR9) et son interaction avec le virome en relation avec l’asthme. Des analyses de régression logistique ont été utilisées pour explorer les effets de différents génotypes sur l’asthme, avec un accent particulier sur le génotype TLR9 rs187084. Cet aspect génétique était crucial pour comprendre l’interaction complexe entre la génétique, le virome intestinal et le développement de l’asthme chez les enfants.
L’interaction entre le génotype TLR9 et les scores de signature du virome a été évaluée, fournissant ainsi des informations précieuses sur la manière dont les prédispositions génétiques pourraient influencer le risque d’asthme dans la petite enfance.
Résultats de l’étude
La présente étude s’est concentrée sur l’analyse du virome intestinal de 647 enfants d’un an, et ces enfants ont été profondément phénotypés dès la naissance, avec des diagnostics d’asthme évalués longitudinalement. Il a été constaté que des taxons spécifiques de phages intestinaux tempérés étaient associés au développement ultérieur de l’asthme. Notamment, les abondances conjointes de 19 caudoviral les familles ont contribué de manière significative à cette association.
La recherche a révélé que la combinaison des signatures du bactériome et du virome associées à l’asthme avait des effets accrus sur le risque d’asthme, suggérant une association virome-asthme indépendante. Il est intéressant de noter que le risque d’asthme associé au virome a été modulé par la variante du gène hôte TLR9 rs187084, indiquant une interaction directe entre les phages et le système immunitaire de l’hôte. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour des études plus approfondies visant à déterminer si les phages, aux côtés des bactéries et de la génétique de l’hôte, peuvent être utilisés comme biomarqueurs précliniques de l’asthme.
L’une des principales conclusions de l’étude était la variation des abondances relatives des caudovirus et des microvirus entre les enfants asthmatiques et non asthmatiques à l’âge de cinq ans. L’abondance relative des phages tempérés était particulièrement associée à l’asthme. Les ajustements pour tenir compte des facteurs de confusion potentiels tels que les frères et sœurs, le poids à la naissance, l’urbanité et l’âge n’ont pas modifié ces résultats. Cette association était principalement due aux caudovirus, et les différences dans l’abondance relative des phages au mode de vie inconnu étaient dues aux microvirus.
L’étude a également noté le degré élevé d’unicité des viromes intestinaux chez les enfants, avec une richesse médiane dans les échantillons de 1 306 unités taxonomiques opérationnelles virales (vOTU) et une rareté globale de 86 % dans les échantillons. Cependant, la richesse et la régularité globales observées n’étaient pas associées au développement de l’asthme avant l’âge de cinq ans.
Les différences de composition du virome tempéré entre les enfants asthmatiques et non asthmatiques étaient les plus notables, conduisant à l’identification de 19 clades viraux au niveau familial (VFC) tempérés qui étaient conjointement associés à l’asthme ultérieur.
La recherche a en outre exploré l’indépendance du virome asthmatique du bactériome. Malgré une certaine corrélation dans la richesse en espèces et la composition entre le virome tempéré et le bactériome, les résultats suggèrent que seul un effet indirect mineur de l’association du virome avec l’asthme préscolaire était médié par des bactéries. Ceci a été en outre étayé par la découverte que les scores de signature du virome et du bactériome capturaient mieux la relation avec l’asthme que l’un ou l’autre seul, indiquant des effets indépendants et additifs.
Enfin, l’étude a examiné l’impact des expositions précoces sur le virome asthmatique et le lien génétique entre le virome intestinal et le système immunitaire de l’hôte dans l’asthme préscolaire. Il a été constaté que le risque d’asthme dérivé du score de signature du virome semblait dépendre du génotype TLR9. Ceci suggère une interaction directe entre les phages et le système immunitaire de l’hôte, contribuant au développement de l’asthme chez les jeunes enfants.
