Il reste encore beaucoup à faire

Cette semaine marque le 10e anniversaire de la première grande enquête sur la diversité microbienne dans le corps humain, publiée dans nature capricieuse le consortium Human Microbiome Project (HMP) dont je faisais partie.

Auparavant, les microbiologistes savaient que le corps abritait un grand nombre de micro-organismes – des mélanges enivrants de bactéries, ainsi que des archées, des champignons et des virus qui se propagent par la peau, la bouche et les intestins – appelés collectivement le microbiome. Mais jusqu’en 2012 nous manquions d’inventaire.

En fait, cet inventaire – un indicateur de 10 billions de cellules appartenant à des milliers d’espèces, avec un poids total de 200 grammes par personne – est encore incomplet. Il est temps de s’appuyer sur ces premiers travaux (Human Microbiome Project Consortium nature capricieuse 486, 207-214; 2012) et le renouvellement d’un projet représentant l’humanité dans toute sa complexité.

Il nous a fallu beaucoup de temps pour y arriver, et le rythme des changements au cours des 10 dernières années a été stupéfiant. Ce n’est que lorsque les technologies de séquençage génétique à haute performance – développées à l’origine pour le suivi du génome humain – sont bon marché et faciles à utiliser que le HMP peut commencer.

Lancé en 2007, le consortium a séquencé l’ADN de microbes trouvés dans et sur 242 personnes de deux villes américaines, Boston, Massachusetts et Houston, Texas, sélectionnées pour la proximité des deux principaux centres de séquençage de l’époque, le MIT et Harvard. Université près de Boston et le College of Baylor Medicine à Houston. Nos activités ont été financées par un fonds commun des National Institutes of Health des États-Unis, et le projet a attiré des experts universitaires en bioinformatique du microbiome pour travailler sur les données après que nous les ayons générées.

Le résultat a été le premier catalogue complet du microbiome humain américain intact : une liste complète des gènes trouvés dans le microbiome intestinal. La ville de Prague a montré que les organismes des cellules intestinales se composent de milliers d’espèces, avec une empreinte génétique 150 fois plus grande que le génome humain. Cette abondance a finalement conduit les biologistes à considérer le microbiome comme un “second génome” d’origine écologique caché dans l’hôte humain.

Dix ans plus tard, nous en savons beaucoup. Le microbiome est essentiel au bon fonctionnement de notre corps et est essentiel pour digérer les aliments et repousser les agents pathogènes. Des expériences sur des souris ont montré que la composition du microbiome affecte le niveau d’engagement social et d’anxiété. Les maladies courantes, telles que les maladies cardiovasculaires et l’obésité, sont associées à différents microbiomes. La façon dont les enfants acquièrent leur microbiome – et ce qui influence le développement du microbiome – devient également plus claire.

(Compte tenu de l’importance des microbes pour notre santé, cela me surprend toujours que pour de nombreux organismes, nous remplissions autant de fonctions que nous collectons dans notre environnement dès la naissance.)

Nous avons également de nombreuses questions académiques sans réponse. D’où vient le microbiome dans l’évolution humaine ? En quoi les microbes humains diffèrent-ils des primates, des mammifères ou des animaux en général ? Comment un microbiome est-il transféré d’une personne à une autre ? Et que signifient un régime stérile et des changements de mode de vie pour la santé à long terme du microbiome ?

Cette première analyse il y a dix ans, dans laquelle des personnes de seulement deux villes américaines ont été recrutées, n’a pas réussi à saisir la véritable diversité du microbiome humain. Nous savons maintenant que les habitants d’Europe et d’Amérique du Nord ont des microbiomes moins diversifiés que les habitants des régions moins industrialisées – mais on sait très peu de choses sur les différences entre les groupes de personnes.

Et on en sait encore moins sur de nombreux autres animaux qui contiennent eux-mêmes de la matière. Nous savons que les microbes des animaux captifs diffèrent des microbes des animaux sauvages de la même manière que les microbes humains industriels diffèrent des microbes non industriels. Mais la plupart de ce que nous savons sur les microbes animaux provient d’études animales en captivité. Au fur et à mesure que nous perdons de la diversité animale en raison du changement mondial rapide, nous perdons également la diversité du microbiome.

Pour en savoir plus, il faudra un nouveau consortium qui échantillonnera des milliers de personnes et d’animaux. Nous avons besoin de biologistes de la faune et de scientifiques du microbiome travaillant côte à côte avec des équipes du monde entier. Il y a dix ans, l’analyse était si nouvelle et si difficile qu’on ne pensait pas trop à se procurer des échantillons. L’échantillonnage à partir de sources mondiales devrait maintenant suivre le processus.

Certains peuvent se demander pourquoi nous avons besoin d’un nouveau consortium massif et coûteux alors que les données sont déjà rassemblées – une étude après l’autre, menée par des laboratoires travaillant de manière indépendante. Mais l’industrialisation progresse rapidement et les forces économiques modernes ont le potentiel d’éradiquer la diversité microbienne plus rapidement qu’on ne peut l’observer.

Le nouveau consortium permettrait aux scientifiques de compléter enfin la carte du microbiome. C’est comme un recensement : n’attendez pas que chaque ville déclare sa population ; Vous ferez un effort concerté pour le faire de manière cohérente et rapide avant qu’il ne change.

Une nouvelle analyse approfondie de la diversité du microbiome humain et du microbiome vertébré plus large placera enfin nos données sur les espèces dans le contexte de l’arbre de vie. Ce n’est qu’ainsi que nous pourrons vraiment étendre le terme “humain” à un microbiome.

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