Des chercheurs de l’École de médecine Icahn du Mont Sinaï et leurs collaborateurs ont développé une nouvelle technologie pour suivre les bactéries bénéfiques après des greffes de microbiote fécal (FMT). L'approche fournit une vue détaillée de la manière dont les microbes donneurs s'installent et persistent dans l'intestin des patients – non seulement quelles bactéries ont réussi à coloniser mais comment elles évoluent au fil du temps. Ces informations peuvent guider la conception de thérapies basées sur le microbiome plus sûres et plus efficaces.
L'étude a été publiée le 22 octobre en ligne numéro de Nature Microbiology (DOI : https://doi.org/10.1038/s41564-025-02164-8).
La FMT – le transfert de selles d'un donneur sain dans l'intestin d'un patient – s'est avérée très efficace dans le traitement Clostridioides difficile infection et est étudié pour d’autres conditions, telles que les maladies inflammatoires de l’intestin (MII) et le cancer. Pourtant, on ne sait toujours pas quelles souches bactériennes sont responsables du rétablissement à long terme et comment elles s’adaptent à leur nouvel environnement hôte.
La nouvelle approche exploite le séquençage de l'ADN à lecture longue, qui lit des séquences beaucoup plus longues du code génétique d'un microbe que les techniques traditionnelles, avec une méthode informatique développée au Mont Sinaï appelée LongTrack. Ensemble, ils permettent aux scientifiques de distinguer des souches bactériennes même étroitement apparentées et d'identifier « l'empreinte génétique » unique de chacune d'entre elles. Cela permet aux chercheurs de suivre les bactéries du donneur depuis le moment de la greffe jusqu'à cinq ans d'adaptation dans l'intestin du patient.
Nous pouvons suivre souche par souche de bactéries donneuses avec un niveau de fiabilité et d’évolutivité qui n’était pas possible avant d’utiliser des approches basées sur le séquençage à lecture courte. Cela nous donne un aperçu de ce qui arrive aux centaines de bactéries donneuses après une transplantation fécale, de la manière dont elles s'adaptent à l'environnement gastro-intestinal des nouveaux patients et ouvre la voie à des traitements plus sûrs, plus cohérents et finalement plus précis.
Gang Fang, PhD, auteur principal et correspondant, Professeur de génétique et de sciences génomiques, École de médecine Icahn du Mont Sinaï
Utilisant cette approche, l'équipe a collaboré avec le co-auteur de l'étude, Jeremiah Faith, PhD, professeur d'immunologie et d'immunothérapie à l'École de médecine Icahn du Mont Sinaï. L'équipe a analysé des échantillons de selles provenant de donneurs de FMT et de receveurs traités pour C. difficile infection et MII. Des échantillons prélevés avant et après le traitement, dont certains prélevés jusqu'à cinq ans plus tard, ont montré que de nombreuses bactéries donneuses s'installaient et persistaient dans le microbiome des receveurs. Certaines souches présentaient même des mutations génétiques indiquant une adaptation à leurs nouveaux hôtes, ce qui suggère que différents environnements intestinaux peuvent façonner l'évolution bactérienne d'un individu à l'autre, explique le Dr Fang.
En identifiant exactement quelles bactéries colonisent avec succès après la FMT, l'étude fournit une feuille de route pour identifier systématiquement les mélanges de microbes bénéfiques qui pourraient être développés en tant qu'interventions nouvelles sur le microbiome. Ceux-ci pourraient remplacer ou améliorer les greffes de selles entières par des traitements plus sûrs, plus prévisibles et plus faciles à réguler.
« Nos découvertes nous rapprochent de la médecine de précision pour le microbiome », explique le Dr Fang. « Nous pouvons désormais suivre les bactéries bénéfiques de manière fiable et à grande échelle au fil du temps et, surtout, comprendre les mutations génétiques impliquées dans leur adaptation chez les receveurs, une étape clé vers la conception de traitements à la fois efficaces et cohérents. »
Ensuite, les chercheurs prévoient d’appliquer la même approche à des cohortes de patients plus importantes et à d’autres maladies dans lesquelles le microbiome intestinal joue un rôle, en s’appuyant sur des études FMT antérieures et futures portant sur plusieurs conditions humaines. Ils visent à utiliser LongTrack pour identifier des souches bactériennes bénéfiques qui pourraient constituer la base de thérapies microbiennes de nouvelle génération.
L'article s'intitule « Métagénomique à lecture longue pour le suivi des souches après une greffe de microbiote fécal ».
Les auteurs de l'étude, tels que répertoriés dans la revue, sont Yu Fan, Mi Ni, Varun Aggarwala, Edward A. Mead, Magdalena Ksiezarek, Lei Cao, Michael A. Kamm, Thomas J. Borody, Sudarshan Paramsothy, Nadeem O. Kaakoush, Ari Grinspan, Jeremiah J. Faith et Gang Fang.
Ce travail a été soutenu par les National Institutes of Health (NIH) sous le numéro de subvention R35 GM139655.
