Des biologistes de l'Université de Stanford ont créé un microbiome artificiel composé de plus de 100 espèces
Chaque cellule du microbiome effectuecertaine fonction : détruit ou crée des molécules nécessaires au fonctionnement normal de l'organisme. La difficulté de créer une colonie artificielle était qu'elle n'était pas seulement stable et fonctionnelle, expliquent les auteurs de l'étude. Dans une telle colonie, une espèce ne devrait pas supprimer les autres, mais ensemble, elles devraient remplir les mêmes fonctions que l'environnement naturel de l'intestin.
Colonie bactérienne artificielle dans une boîte de Pétri. Image : L.A. Cicéron, Stanford
Le choix des espèces devant former une colonie,était également difficile en raison des différences naturelles entre les personnes. Le fait est que deux personnes prises au hasard n'auront pas plus de la moitié des gènes microbiens communs. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont utilisé les données du Human Microbiome Project (HMP) pour séquencer les génomes microbiens complets de plus de 300 adultes.
Nous avons recherché l'arche de Noé d'espèces bactériennes dans l'intestin humain, essayant de trouver celles que chaque humain possédait.
Michael Fischbach, professeur agrégé de microbiologie, immunologie et co-auteur de l'étude
Pour leur colonie synthétique, les chercheurssélectionné 104 souches bactériennes présentes chez au moins 20 % des personnes issues de l’étude génomique HMP. Chaque type de bactérie a été élevé séparément, puis mélangé en une seule culture.
Pour enrichir et rapprocher votre colonie deconditions réelles, les chercheurs ont utilisé des matières fécales humaines contenant l'environnement naturel des personnes vivantes. L'étude a montré que lors de l'interaction avec les excréments, la colonie était reconstituée avec 20 nouvelles espèces de bactéries supplémentaires, qui occupaient une niche libre.
Des chercheurs ont démontré l'efficacitéde son développement chez la souris. Des animaux stériles, dans les intestins desquels il n'y avait pas de bactéries, ont été transplantés avec la colonie finie. L'étude a montré qu'il a non seulement pris racine avec succès, mais a également aidé à faire face à l'infection d'E. coli aussi efficacement que le fait le vrai microbiome.
Schéma de l'expérience.La première version du microbiome de 104 bactéries a été transplantée chez des souris, après 4 semaines, elles ont été en outre implantées avec des matières fécales humaines. Après 8 semaines, les chercheurs ont séquencé le microbiome résistant formé, qui contenait 119 souches bactériennes. Image : Alice G. Cheng et al., Cellule
Les scientifiques notent que l'environnement bactérienL'intestin affecte le développement du système nerveux, la réponse à l'immunothérapie contre le cancer et d'autres aspects de la santé. Ils croient que le nouveau développement aidera à mieux comprendre les liens entre le microbiome et la santé, et finalement à développer des méthodes pour restaurer un environnement intestinal sain.
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