MICROBIOME: Percer les mystères de la biologie de l'hôte – JSM 2015

Les big data pour mieux comprendre le microbiome humain ou la population complexe et diversifiée de de micro-organismes vivant dans et sur le corps des humains, c’est la démarche de cette équipe de d’épidémiologie et de biostatistique à l’Université de Californie. Ses conclusions, présentées au Joint Statistical Meetings 2015 de Seattle, permettent de mieux comprendre les rôles complexes des microbes dans la biologie humaine et d’identifier certains changements spécifiques de la flore microbienne associés avec la maladie.

Ces recherches peuvent permettre aussi de mieux expliquer la hausse d’incidence des maladies auto-immunes, par l’utilisation d’antibiotiques et le manque d’exposition à une collection variée de microbes pendant l’enfance. C’est une avancée dans la justification de l’hypothèse de l’hygiène qui suggère que les risques sanitaires non liés à des facteurs génétiques ou comportementaux peuvent s’expliquer par des différences dans la composition de microbiome entre les individus.

Sur la biologie précisément, ces travaux montrent qu’une espèce microbienne donnée peut partager moins de 50% des mêmes gènes chez 2 individus différents, en particulier de continents différents (Voir visuel ci-contre). Ces différences vont être associées à des capacités fonctionnelles différentes aussi des différentes communautés microbiennes.  » 2 personnes présentant les mêmes espèces de bactéries dans leurs intestins pourraient connaître des interactions très différentes, liées à ces bactéries parce que les souches n’ont pas exactement les mêmes fonctions.

Il devient donc intéressant de déterminer non seulement les types de microbes présents dans un échantillon donné, mais aussi la constitution génétique de chaque souche.

Un défi  » Big Data  » considérable : Cartographier les espèces, les communautés et leurs caractéristiques génétiques constitue un défi statistique considérable. Ici, les techniques de séquençage métagénomique de l’ADN d’un échantillon microbien du corps humain ont permis aux chercheurs d’estimer l’abondance de microbes spécifiques et des gènes microbiens. Mais, il reste à pouvoir comparer les données de plusieurs échantillons pour pouvoir comprendre l’impact sur la santé des multiples variations du microbiome humain. Avant tout, il reste à séquencer la totalité des souches microbiennes, ce qui n’a encore jamais été réalisé, même chez une personne donnée. Le microbiome intestinal, sans doute le mieux étudié, n’a révélé à ce jour les données de présence que de 43% seulement de ses 10.000 espèces microbiennes.

Un immense champ de recherche à défricher : En utilisant de nouveaux outils, l’équipe parvient néanmoins à quelques conclusions à implications cliniques, comme :

Øun ratio plus faible de bactéries du phylum Bacteroidetes et Firmicutes en cas d’obésité, confirmant de précédentes conclusions d’études.

Tout reste donc à faire pour parvenir à l’identification des espèces microbiennes et des gènes pouvant être des biomarqueurs de maladie ou des cibles thérapeutiques. Reste enfin l’impact des facteurs environnementaux :  » Ce rôle du microbiome est complexe et doit être analysé dans le contexte de l’alimentation, des médicaments et de la génétique de l’hôte « , concluent les auteurs.

Source: JSM 2015 Estimating Taxonomic and Functional Diversity in Shotgun Metagenomes – microbiome and human health.

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