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Actualités | Les gènes des personnes avec qui vous vivez peuvent-ils « entrer » dans votre intestin ? Une étude révèle la transmission sociale d'effets génétiques par les microbes
Actualités | Les gènes des personnes avec qui vous vivez peuvent-ils « passer » dans votre intestin ? Une étude révèle la transmission sociale d’effets génétiques par les microbes
Les gènes des personnes avec qui vous vivez pourraient influencer discrètement les bactéries de votre intestin. Une étude publiée dans Nature Communications montre que la cohabitation façonne non seulement le microbiote intestinal d’un individu, mais peut aussi permettre aux effets génétiques de se « propager » dans une population par l’intermédiaire des microbes.
Cette étude, menée en collaboration par le Center for Genomic Regulation (CRG) de Barcelone et l’University of California, San Diego, a examiné plus de 4,000 souris de laboratoire. Elle a montré que la composition du microbiote intestinal d’une souris était influencée à la fois par ses propres gènes et, de manière importante, par les gènes de ses congénères de cage.
Les chercheurs ont expliqué que les gènes eux-mêmes ne se transmettent pas entre les individus, mais que les microbes commensaux façonnés par ces gènes peuvent se propager lors de contacts sociaux étroits. Certains gènes favorisent sélectivement la croissance de bactéries intestinales particulières, qui peuvent passer d’un animal vivant avec un autre et entraîner un « débordement » des effets génétiques chez d’autres individus.
« Il ne s’agit pas de magie, mais du résultat d’influences génétiques transmises par les contacts sociaux. Les gènes façonnent le microbiote intestinal, et nous avons constaté que les propres gènes d’un individu ne sont pas les seuls à agir », a déclaré l’autrice correspondante, la Dre Amelie Baud, chercheuse au CRG.
Le microbiote intestinal est constitué de milliers de milliards de micro-organismes et joue des rôles essentiels dans la digestion, l’immunité et la santé globale. Si l’alimentation et les médicaments sont considérés comme des facteurs majeurs, la contribution génétique est depuis longtemps difficile à définir avec précision. Dans les études chez l’être humain, seuls le gène de la lactase et le gène du groupe sanguin ABO ont jusqu’ici été reliés de manière fiable au microbiote intestinal.
Les chercheurs ont souligné que, dans les conditions naturelles, l’inné et l’acquis sont étroitement imbriqués : les gènes influencent l’alimentation et le mode de vie, tandis que les membres de la famille et les contacts sociaux partagent nourriture, environnements de vie et microbes, ce qui rend les effets génétiques difficiles à isoler. L’équipe a donc utilisé des souris de laboratoire génétiquement diverses, élevées dans des conditions strictement contrôlées et nourries avec le même régime alimentaire.
Les 4,000 souris provenaient de quatre populations indépendantes, hébergées dans quatre établissements américains appliquant des procédures d’élevage différentes. En combinant des données de génome entier et de microbiote intestinal, les chercheurs ont identifié trois régions d’association gène-microbe restées stables dans différentes conditions environnementales.
L’association la plus forte concernait le gène St6galnac1, qui ajoute des molécules de sucre au mucus intestinal. Les chercheurs pensent que la bactérie intestinale Paraprevotella se nourrit de ces sucres. L’association a été observée dans les quatre populations. Une deuxième région génétique contenait plusieurs gènes de mucines et était associée à l’abondance de bactéries Firmicutes. La troisième concernait le gène Pip, qui code une molécule antimicrobienne, et était associée à des bactéries de la famille des Muribaculaceae, fréquentes chez la souris et également présentes chez l’être humain.
Le vaste échantillon a permis aux chercheurs de quantifier pour la première fois quelle part du microbiote intestinal des souris de laboratoire était déterminée par leurs propres gènes et quelle part résultait de l’influence génétique de leurs congénères de cage. Ce phénomène est appelé « effet génétique indirect », à l’image d’exemples classiques où les gènes maternels affectent la croissance ou l’immunité de la progéniture par l’environnement de soins.
L’équipe a élaboré des modèles informatiques pour distinguer les effets génétiques directs des effets indirects médiés par les contacts sociaux. Certaines bactéries Muribaculaceae étaient influencées par les deux. Lorsque ces effets sociaux ont été intégrés au modèle, l’intensité globale de l’influence génétique dans les trois associations gène-microbe nouvellement identifiées a augmenté de 4 à 8 fois. Les chercheurs estiment que cela pourrait ne représenter qu’une petite partie de la situation réelle.
« Nous ne voyons peut-être que la partie émergée de l’iceberg », a déclaré la Dre Baud. « À l’heure actuelle, nous pouvons détecter les bactéries dont les signaux sont les plus forts. À mesure que le séquençage du microbiote s’améliorera, nous pourrons découvrir beaucoup plus de microbes influencés par des effets génétiques sociaux. »
L’étude suggère en outre que, si des mécanismes similaires existent chez l’être humain, les grandes études de population pourraient sous-estimer systématiquement les effets des gènes sur la santé. Les gènes pourraient non seulement déterminer le risque de maladie d’un individu, mais aussi affecter la santé d’autres personnes de son réseau social par transmission microbienne.
Au niveau mécanistique, les chercheurs ont noté que St6galnac1 chez la souris est étroitement apparenté sur le plan fonctionnel au gène humain ST6GAL1, et que des études antérieures ont également associé ST6GAL1 à Paraprevotella. Cela suggère que différentes espèces pourraient partager un mécanisme biologique dans lequel la glycosylation de la surface du mucus intestinal détermine quels microbes peuvent coloniser et proliférer dans l’intestin.
L’équipe a également proposé des hypothèses médicales potentielles. D’autres études ont associé ST6GAL1 à une infection à SARS-CoV-2 post-vaccinale, tandis qu’il a été démontré que Paraprevotella favorise la dégradation d’une enzyme digestive nécessaire à l’entrée du virus dans les cellules hôtes. Des variants génétiques pourraient indirectement affecter le risque d’infection en régulant l’abondance de cette bactérie.
Paraprevotella pourrait aussi affecter la structure des anticorps IgA. Les IgA protègent l’intestin, mais des IgA anormales peuvent passer dans la circulation sanguine et s’accumuler dans les reins, provoquant une néphropathie à IgA. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que cette voie pourrait expliquer pourquoi certaines personnes développent cette maladie auto-immune.
L’équipe prévoit ensuite d’étudier comment St6galnac1 régule Paraprevotella chez les souris de laboratoire et d’en suivre les effets en aval sur l’intestin et la physiologie de l’ensemble de l’organisme.
« Je suis presque obsédée par cette bactérie désormais », a déclaré la Dre Baud. « Nos résultats ont été reproduits dans quatre établissements indépendants, ce qui nous offre une occasion exceptionnellement rare de poursuivre les recherches. »
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