Le microbiome (la communauté symbiotique d’organismes microbiens d’un hôte) revêt une relevance existentielle pour le fonctionnement de chaque plante et animal, y compris les êtres humains. Une équipe de recherche de Düsseldorf et de Kiel dirigée par l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) a utilisé l’exemple de l’anémone de mer Nematostella vectenis pour étudier comment le microbiome se développe en collaboration avec l’hôte. Dans la revue scientifique Microbiome, les chercheurs décrivent que la communauté bactérienne est principalement contrôlée par l’organisme hôte au cours des premières étapes de la vie, tandis que les interactions bactérie-bactérie jouent un rôle majeur dans le développement ultérieur.
Chaque créature vivante multicellulaire – depuis les organismes les plus simples jusqu’aux êtres humains – vit dans une communauté composée d’une multitude de micro-organismes, ce qu’on appelle le microbiome. Ce microbiome comprend entre autres des bactéries, des champignons et des virus et assume divers rôles allant du métabolisme à la défense immunitaire. Par exemple, sans le microbiome de l’intestin humain, de nombreux nutriments ne pourraient pas être absorbés par les aliments et mis à la disposition du corps humain.
Mais remark le microbiome se développe-t-il à mesure que l’hôte se développe ? On sait que la composition et la proportion des micro-organismes présents dans l’anémone de mer Nematostella vectenis diffèrent fondamentalement selon les différentes étapes de son cycle de vie et ne prennent une forme secure que chez l’anémone adulte. Mais qui et quels facteurs décident de la manière dont le microbiome évolue à mesure que l’hôte mûrit : l’hôte contrôle-t-il la colonisation avec les bons microbes ou les microbes s’autorégulent-ils ?
Une équipe du HHU, de l’Université de Kiel (CAU) et du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel a abordé cette concern. L’étude était dirigée par le professeur Dr Sebastian Fraune de l’Institut de zoologie et d’interactions organisationnelles du HHU. La recherche a été menée dans le cadre du Centre de recherche collaborative (CRC) 1182 « Origine et fonction des métaorganismes », dirigé par le CAU.
Dr Hanna Domin, auteur principal d’une étude publiée dans Microbiome : « Nous avons pris des polypes adultes de Nematostella, qui n’avaient pas de microbiome après un traitement antibiotique intensif, et nous les avons ensuite recolonisés de manière ciblée. Pour ce faire, nous avons utilisé des communautés bactériennes. qui correspondaient à ceux d’une section d’une larve de Nematostella, d’autre section d’un animal juvénile et troisièmement d’un polype adulte.
Dans les trois cas, les chercheurs ont examiné comment le microbiome s’est développé au fil du temps. Ils ont découvert que seuls les colonisateurs initiaux – c’est-à-dire les bactéries formant le microbiome des in addition jeunes animaux – s’étaient vraiment bien implantés dans les polypes adultes. En revanche, les bactéries provenant d’animaux moreover âgés ont eu du mal à s’établir.
Professeur Fraune, auteur correspondant de l’étude : « Après la recolonisation, le microbiome subit alors un processus de développement très similaire au développement standard de l’hôte et du microbiome. Il faut approximativement quatre semaines pour atteindre le même statut que les animaux adultes ayant subi une processus de croissance ordinary.
Les chercheurs en concluent que l’hôte – vraisemblablement par l’intermédiaire de son système immunitaire inné – contrôle la composition de la colonie d’origine. Domin : « Cependant, l’hôte n’a additionally d’influence significative sur le développement ultérieur du microbiome après ce stade. Les bactéries le contrôlent elles-mêmes et posent des bases appropriées pour leurs descendants. »
Un factor important du projet, mené par le groupe de recherche dirigé par le professeur Christoph Kaleta à Kiel, était l’examen de ce que l’on appelle les réseaux métaboliques. Il s’agissait d’étudier remark les différentes bactéries sont liées by way of leur métabolisme et s’influencent mutuellement. « Nous avons pu identifier des voies métaboliques spécifiques aux colonisateurs initiaux ainsi que des voies qui ne jouent un rôle qu’à un stade ultérieur », explique le Dr Johannes Zimmermann de la CAU.
L’équipe de recherche a établi que la dégradation du polysaccharide chitine joue un rôle central notamment pour les premiers colonisateurs. Ce n’est que récemment que l’on a découvert que Nematostella pouvait produire de la chitine. La raison pour laquelle les animaux font cela est toutefois inconnue, auto par exemple, contrairement aux insectes, ils n’ont pas besoin de chitine pour leur développement structurel. Fraune : « Nos résultats fournissent des indications claires selon lesquelles la chitine joue un rôle pour le microbiome. »
L’anémone de mer ne possède qu’un système immunitaire inné. Néanmoins, les résultats sont également pertinents pour la recherche médicale. Les nouveau-nés entrent en get hold of avec de nombreuses bactéries immédiatement après la naissance et ne disposent donc d’un système immunitaire inné qu’à ce stade de leur vie. Par conséquent, la colonisation initiale avec les bons microbes est également essentielle à l’établissement d’un microbiome fonctionnel et à la formation du système immunitaire adaptatif chez l’homme.
Fraune : « Il a été noté que le développement du microbiome des enfants nés par césarienne qui n’ont qu’un speak to limité avec les communautés bactériennes de la mère lors de la naissance diffère souvent de celui des enfants nés naturellement. » Cependant, une colonisation microbienne perturbée au début de la section de développement modifie la programmation métabolique et immunitaire et semble être liée à un risque accru de troubles du système immunitaire et du métabolisme. C’est pourquoi de premières études sont menées dans lesquelles les enfants nés par césarienne sont mis en get in touch with avec les sécrétions vaginales de la mère immédiatement après la naissance afin d’assurer une première colonisation naturelle.
- Le microbiome joue un rôle crucial pour le fonctionnement de chaque plante et animal, y compris les êtres humains.
- L\'hôte contrôle la composition du microbiome au cours des premières étapes du développement et les interactions bactérie-bactérie sont importantes par la suite.
- Les bactéries colonisatrices initiales ont plus de facilité à s'établir que celles provenant d'animaux plus âgés.
- La chitine joue un rôle central dans la formation du microbiome chez l'anémone de mer Nematostella vectenis.
