MICROBIOTE : Ces bactéries, ces toutes premières amies du système digestif de bébé

C'est bien plus qu'on ne le pensait, jusqu'à cette étude de l'Université du Michigan : les bactéries peuvent aider les organes digestifs des bébés. Par exemple, une forme de E. coli utile peut déclencher tout un processus qui permet ensuite d'empêcher les infections. La démonstration, présentée dans la revue eLife est ici effectuée sur un organoïde intestinal humain ou " amalgame " de cellules cultivées à partir de cellules souches embryonnaires humaines pour devenir des cellules de la paroi intestinale.

Parmi les premiers êtres vivants à accueillir le nouveau-né, ses premières bactéries, dont certaines peuvent aider son système digestif à se préparer à la lutte contre les germes dangereux. Ces bactéries utiles aident en effet la paroi de l'intestin du nouveau-né à accueillir l'arrivée d'autres bactéries qui constitueront bientôt le microbiote qui vit en chacun de nous. Cette équipe du Michigan décrit ici l'impact d'une souche utile d'Escherichia coli sur les cellules qui tapissent l'intestin, et révèle sa fonction cruciale pour le développement du microbiome à venir et contre les microbes pathogènes, ou nuisibles.

Microbiome intestinal et développement du système immunitaire du nouveau-né : l'étude contribue en particulier à une meilleure compréhension de ce qui peut protéger ou sauver les nouveau-nés prématurés de l' entérocolite nécrosante, une infection intestinale rare mais dévastatrice.

Une souche d'E. coli pionnière : les chercheurs se concentrent ici sur une souche E. coli apparentée à celles trouvées dans les couches usagées, soit l'une des premières à s'installer dans le tube digestif des nouveau-nés. Comme il n'était pas possible d'étudier directement les intestins des nouveau-nés, les chercheurs ont utilisé des cellules souches pour développer des organoïdes ou versions miniatures de la muqueuse intestinale humaine immature. Chaque organoïde est composé de milliers de cellules que les chercheurs induisent à se développer, se diviser et finalement s'organiser en structures qui ressemblent à un morceau d'intestin. Au centre de chaque organoïde une zone creuse imite la partie interne creuse de l'intestin humain.

La colonisation intestinale avec une souche utile d'E. Coli (en vert sur le visuel) introduite dans la zone creuse des organoïdes induit les cellules de la paroi à croître et à former des connexions plus étroites les unes avec les autres. Elles finissent par produire du mucus pour recouvrir la paroi intestinale. Les gènes impliqués dans la communication de cellule à cellule et les structures physiques que les cellules utilisent pour se lier avec leurs voisines s'activent. Tout comme les gènes impliqués dans la fabrication de substances et de mucus antimicrobiens ou les gènes impliqués dans l'adaptation aux faibles niveaux d'oxygène, caractéristiques de l'intestin adulte mature et associés au métabolisme bactérien.

Une meilleure résistance de l'intestin aux stimuli responsables de l'inflammation : la colonisation du tractus intestinal immature avec E. coli conduit à un tissu intestinal plus robuste capable de repousser les agents pathogènes nuisibles ou inflammatoires.

Enfin, au-delà de cette démonstration de l'importance du rôle de certaines bactéries dans la maturation du tractus intestinal et dans le développement de son système immunitaire, c'est aussi une reproduction miniature mais fidèle de la physiologie de l'intestin humain qui vient d'être mise au point et va permettre d'étudier toute une gamme d'interactions hôte-microbe dans l'intestin du nouveau-né.