Quelles sont les bactéries du microbiote intestinal, qui répondent aux fibres alimentaires ? Cette recherche apporte une première réponse, dans la revue Microbiome : l'équipe de l’Université Waseda (Japon) nous présente une nouvelle technique de séquençage génomique qui permet en effet d'explorer le microbiote intestinal avec un niveau de précision inégalé, au niveau cellulaire et cellule par cellule. Ces travaux permettent ainsi de mieux comprendre comment favoriser la croissance des micro-organismes bénéfiques, en particulier par l’apport alimentaire de certaines formes de fibres, telles que l'inuline.
Nous savons aujourd’hui que certains micro-organismes vivant dans notre intestin -mais pas tous-, jouent un rôle crucial dans le contrôle de notre métabolisme et la réduction du risque de maladies telles que l'obésité et le diabète. De précédentes études ont montré qu'un moyen de favoriser la croissance de ces micro-organismes bénéfiques pour maintenir un équilibre sain au sein de notre microbiote, consiste à ajouter certaines formes de fibres à notre alimentation. Mais jusque-là, ,il était impossible d’identifier précisément comment chaque type de bactéries répond aux fibres alimentaires. En effet, les techniques actuelles sont basées sur les génomes de référence enregistrés dans de grandes bases de données génétiques et rangées selon une classification taxonomique précise et des affectations fonctionnelles précises. Cependant, environ la moitié des espèces intestinales humaines n'ont pas de génome de référence et ne sont donc pas encore répertoriées.
Obtenir chaque génome bactérien et caractériser la fonction de chaque bactérie dans le microbiote
Une nouvelle plateforme dite « de génome amplifié unicellulaire » est décrite ici par l’équipe japonaise : la plateforme permet d’identifier les bactéries qui répondent aux fibres alimentaires- sans avoir besoin de génomes de référence existants. La technique ne nécessite que 10 minutes pour obtenir les modèles de génomes à partir de données brutes de séquençage du génome entier de microbes individuels. Cela accélère considérablement le temps nécessaire au processus. La nouvelle technique de séquençage du génome unicellulaire permet d’obtenir chaque génome bactérien séparément et de caractériser les bactéries qui accomplissent des fonctions spécifiques dans le microbiote, comme, notamment, la fermentation bactérienne des fibres ingérées.
Une preuve de concept chez la souris : Pour valider ce nouveau système, les scientifiques ont nourri des souris avec un régime à base d'inuline pendant 2 semaines, capturé aléatoirement les cellules bactériennes individuelles trouvées dans les échantillons fécaux des souris dans de minuscules perles de gel. Les cellules bactériennes ont ensuite été traitées individuellement dans les billes de gel flottant dans un tube à essai, et plus de 300 génomes unicellulaires ont ainsi été obtenus par séquençage. Les scientifiques ont pu ainsi déterminer quelles bactéries étaient responsables de la décomposition de l'inuline.
Le rôle clé des Bacteroides est ainsi confirmé, sans surprise, -ici chez la souris. Mais les chercheurs ont également identifié le groupe de gènes spécifique permettant la décomposition de l'inuline et la voie métabolique spécifique pour la production d'acides gras spécifiques à chaîne courte, un métabolite bénéfique produit par le microbiote intestinal.
La technique est applicable à des bactéries vivant n'importe où, que ce soit à l'intérieur de l'intestin humain, dans l'océan ou même dans le sol. Les auteurs espèrent donc de nombreuses utilisations, en médecine mais aussi dans l'industrie, mais toujours dans un objectif d'amélioration de la santé humaine.
Source: Microbiome 23 jan 2020 DOI: 10.1101 / 784801 Single-cell genomics of uncultured bacteria reveals dietary fiber responders in the mouse gut microbiota
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