Une nouvelle étude a révélé plus de 600 virus différents dans des échantillons provenant de pommes de douche et de brosses à dents, aucun échantillon n’étant identique.
Un récent publié dans Frontières des microbiomes a étudié les microbiomes des brosses à dents et des pommes de douche pour comprendre la composition microbienne dans des environnements bâtis à base de biofilm et fréquemment humides.
Sommaire
Arrière-plan
Les environnements bâtis, y compris les environnements créés et occupés par l’homme, sont essentiels à la santé et au bien-être humains. Le comportement des occupants, la propreté, l’hygiène personnelle, les choix alimentaires et la situation géographique ont un impact sur le microbiome de ces espaces.
Les brosses à dents et les pommes de douche sont des habitats dominés par le biofilm avec un potentiel d'exposition humaine. Les bactériophages, ou organismes viraux qui infectent les organismes bactériens présentant des spécificités élevées pour leur hôte, influencent la composition et la fonction de la communauté microbienne via les infections de l'hôte et le transfert horizontal de gènes.
Des recherches antérieures ont révélé des différences entre les microbiomes de divers habitats construits par l’homme et certaines parties d’un même type d’environnement intérieur. Des recherches approfondies sur les viromes, en particulier les bactériophages dans des environnements bâtis spécifiques, sont nécessaires pour mieux évaluer les interactions écologiques entre virus et bactéries qui façonnent le microbiote de l’environnement bâti.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié les différences microbiennes dans les biofilms des brosses à dents et des pommes de douche et ont exploré leurs interactions avec les biofilms environnementaux.
Les chercheurs ont créé un réseau de contigs viraux et d’hôtes bactériens probables provenant des microbiomes des pommes de douche et des brosses à dents. Des volontaires ont échantillonné des biofilms provenant de pommes de douche et de brosses à dents. L’équipe a obtenu des échantillons de pommes de douche partout aux États-Unis et des échantillons de brosses à dents dans un rayon de 100 miles de l’Université Northwestern.
Quatre-vingt-douze échantillons de pommes de douche et 36 échantillons de brosses à dents ont subi un séquençage d’amplicons et métagénomique. À l’aide de méthodes bioinformatiques, les chercheurs ont détecté des phages dans ces contextes et étudié leurs interactions avec les populations bactériennes. Ils ont étudié les fonctions possibles des phages dans les microbiomes des brosses à dents et des pommes de douche.
Les chercheurs ont identifié des contigs de phages potentiels et ont examiné les contigs viraux pour en vérifier l’exhaustivité. Ils ont aligné les contigs viraux pour former des unités taxonomiques opérationnelles virales (vOTU). Ils ont quantifié le nombre de vOTU sur l’ensemble des échantillons. Ils ont prédit des cadres de lecture ouverts (ORF) dans les vOTU de qualité supérieure à la moyenne et des taxonomies attribuées.
Les chercheurs ont utilisé plusieurs méthodes de correspondance d’hôtes de phages pour identifier l’hôte le plus probable pour les vOTU. Ils ont utilisé la base de données des facteurs de virulence pour identifier les gènes de résistance aux antibiotiques et les facteurs de virulence dans les séquences nucléotidiques du vOTU. Ils ont utilisé l’analyse des coordonnées principales (PCoA) et l’analyse de variance multivariée permutationnelle (PERMANOVA).
Résultats
Les chercheurs ont trouvé 362 vOTU de qualité moyenne, 232 de haute qualité et 22 vOTU complètes. Les 15 voTU les plus répandues dans les échantillons de pommes de douche et de brosses à dents ne se chevauchaient pas, ce qui indique que les deux types de biofilms domestiques contiennent des populations virales uniques. Même les viromes du même type d’échantillon partagent peu de taxons. Les informations sur la pomme de douche ont montré que seule la source d’eau domestique pouvait prédire de manière significative mais médiocre la variation de la composition virale.
Les métadonnées recueillies à partir des microbiomes des brosses à dents ont révélé qu’aucun facteur n’était significativement lié à la composition de la communauté virale des brosses à dents. Bien que les paramètres environnementaux enregistrés aient eu des effets négligeables sur les communautés bactériennes et virales dans les ensembles d’échantillons, il existait une forte corrélation entre les compositions des communautés bactériennes et virales dans les biofilms des brosses à dents et des pommes de douche. Cependant, la richesse de la communauté virale ne correspondait pas aux indices de Simpson ou de Shannon.
Sur les 614 vOTU de haute qualité avec une couverture suffisante, l’équipe en a trouvé 532 associés à 32 familles de bactéries, seules les Caulobacteraceae, Sphingomonadaceae et Burkholderiaceae étant détectées dans les pommes de douche et les brosses à dents. Les faibles valeurs de l'identité nucléotidique moyenne (ANI) par rapport aux séquences génétiques de référence et de nombreux ORF inconnus ou hypothétiques suggèrent que ces habitats abritent de nombreux phages uniques et non caractérisés.
Avec les attributions de taxonomie bactérienne, les environnements de brosse à dents contiennent des taxons liés au microbiome humain tels que Streptocoque, Veillonelleet Klebsiella. Les biofilms des pommes de douche contiennent des espèces distinctes de Mycobacterium (Mycobactérioïdes et Mycolicibactérie) et des genres répandus dans le sol ou l'eau potable (Aquabactérie, Sphingopyxiset Sphingobium).
Les mycobactériophages ont montré un niveau significatif de diversité génétique. La recherche des ORF dans les bases de données sur la résistance aux antibiotiques et les facteurs de virulence a donné peu de résultats, ce qui indique qu'il est peu probable que ces virus transportent des marchandises ayant des impacts négatifs connus sur la santé humaine. Cependant, le large éventail de taxons de phages et de gènes fonctionnels nécessite davantage de recherches pour comprendre leurs implications pour la santé humaine, la biotechnologie et les thérapies.
Conclusions
L’étude a révélé que les microbiomes, en particulier les communautés virales dans les salles de bains à domicile, sont différents et distinctifs, ce qui implique un lien limité entre ces compartiments dans les environnements bâtis. La sensibilité des hôtes bactériens aux conditions environnementales peut influencer la composition et l’abondance virales.
Les principales caractéristiques des viromes sont une disparité significative et une diversité de contenu génétique. Rien n’indique que les contigs viraux contenant des gènes de résistance aux antibiotiques ou des facteurs de virulence posent un problème dans ces contextes construits. Un échantillonnage longitudinal est nécessaire pour améliorer la compréhension de la dynamique des interactions hôte-phage dans ces environnements.
