Mucoviscidose: double approche pour l’étude & la caractérisation de bactéries anaérobies pulmonaires

11 avril 2021

Étude menée par le groupe MICROBIOTA dirigé par Geneviève Héry-Arnaud de l’UMR 1078 (Inserm, EFS, Université de Bretagne Occidentale).

 

Qu’est-ce que la mucoviscidose ?

La mucoviscidose touche essentiellement les fonctions respiratoires, mais aussi les fonctions digestives. C’est une maladie génétique liée à une anomalie dans un gène porté sur le chromosome 7.

Ce gène code une protéine que l'on appelle CFTR pour Cystic Fibrosis transmembrane conductance regulator. Il s'agit d'un canal permettant le passage d'ions, notamment les ions chlorure. Chez les patients atteints de mucoviscidose (PADM), ce canal dysfonctionne. Cela se traduit par une baisse de sortie d'ions chlorure hors des cellules. Or, lorsqu'ils sont libérés, ces ions induisent une excrétion d'eau, et plus particulièrement au niveau des muqueuses pulmonaires. En absence d'eau, totale ou partielle, le mucus présent dans les poumons s'épaissit et s'y accumule, bloquant ainsi l’ascenseur muco-ciliaire qui ne peut plus effectuer son travail. Le battement des cils en surface des cellules épithéliales pulmonaires permet d’éjecter tous les corps étrangers, par exemple des bactéries comme le bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) connues pour aggraver les symptômes chez les PADM. Néanmoins, il existe bien d’autres bactéries au sein des poumons dont certaines pourraient jouer un rôle bénéfique à la différence de P. aeruginosa.

Pour en savoir davantage sur la mucoviscidose, vous pouvez accéder au dossier à l’adresse suivante : https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/mucoviscidose

Qu’est-ce que « l’anaérobiome pulmonaire » ?

Avant-propos : Le microbiote est l'ensemble des micro-organismes - bactéries, virus, parasites, champignons non pathogènes, dits commensaux - qui vivent dans un environnement spécifique - Inserm.fr

Si le microbiote intestinal est souvent le plus médiatisé, il existe une multitude de microbiotes au sein de l’organisme, notamment au niveau des poumons. Malheureusement, il s’agit d’un des moins bien documenté à l’heure actuelle. Des études ont tout de même montré que ce microbiote comporte un ensemble de bactéries dites anaérobies (1) qui constituent l’ « anaérobiome pulmonaire ». Le manque de données quant aux différentes souches, ainsi qu’à leur rôle au sein des poumons, a motivé le travail du groupe MICROBIOTA. Le premier obstacle dans l’étude de ces bactéries réside dans le recueil et le transport des prélèvements pulmonaires (crachats (2)) contenant ces bactéries très fragiles, qui doivent rester dans un environnement anaérobie.

Quels sont les résultats de l’étude menée par le groupe MICROBIOTA ?

Le groupe MICROBIOTA a inventé un dispositif breveté permettant l’optimisation du protocole de recueil et de transport des crachats pulmonaires. Par une approche de culture bactérienne extrêmement poussée, ce sont 31 genres et 69 espèces qui ont été identifiés, représentant la plus grande diversité de bactéries anaérobies pulmonaires jamais décrite à ce jour.

La culture bactérienne a montré que les genres Prevotella & Veillonella sont les plus fréquents. Une approche moléculaire a d’ailleurs confirmé que Prevotella est le genre le plus abondant. L’équipe s’est intéressée au lien entre la présence de ces bactéries et l’efficacité des fonctions respiratoires chez les PADM. Le genre Veillonella a été associé à une meilleure fonction respiratoire. Un résultat qui permet d’envisager Veillonella (et en particulier l’espèce V. parvula) comme un biomarqueur (3) potentiel de la bonne santé respiratoire ; y compris chez les patients souffrant d’autres pathologies respiratoires chroniques.

Cette étude apporte finalement une description fine de l’anaérobiome pulmonaire. D’autres analyses sont en cours pour comprendre par quels mécanismes ces bactéries anaérobies pourraient s’avérer bénéfiques pour la santé respiratoire. De là, de nouvelles thérapies basées sur ces bactéries pourraient être envisagées pour les PADM voire d’autres maladies respiratoires.

Enfin, le travail du groupe MICROBIOTA aboutit à la constitution d’une collection unique de près de 800 souches anaérobies pulmonaires dont les propriétés (activité anti-inflammatoire, régulation du système immunitaire, etc.) seront passionnantes à explorer dans les années à venir.

colonies de Porphyromonas gingivalis, reconnaissables par leur pigment noir, obtenues par culture en atmosphère anaérobie stricte.

colonies de Porphyromonas catoniae d'origine pulmonaire obtenues par culture en atmosphère anaérobie stricte

 

En savoir plus

 

(1)    anaérobie : Les bactéries anaérobies sont sensibles à l’oxygène. L’oxygène peut même être toxique pour les bactéries anaérobies strictes.

 

(2)   crachat pulmonaire : sécrétion produite par les poumons, constituée d’eau, de protéines et de tout corps étrangers pris dans le mucus présent dans les voies aériennes.

 

(3)   biomarqueur : un biomarqueur, ou marqueur biologique, est un élément mesurable caractéristique d’un processus biologique normal, pathologique ou thérapeutique.

Cette étude a été financée par Inserm Transfert et les associations Vaincre la Mucoviscidose, Grégory Lemarchal et Gaétan Saleün


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