Une analyse des virus dans les intestins d'Occidentaux en bonne santé a également montré que les creux et les pics de la diversité des types de virus entre l'enfance et la vieillesse reflètent les changements bactériens au cours de la vie.
La base de données Gut Virome développée par des scientifiques de l'Ohio State University identifie 33, 242 populations virales uniques présentes dans l'intestin humain. (Un ensemble de virus comme ceux de l'intestin humain s'appelle un virome.) Il n'y a pas lieu de s'inquiéter :la plupart des virus ne causent pas de maladie.
En réalité, plus les scientifiques en apprennent sur les virus, plus ils les considèrent comme faisant partie de l'écosystème humain - suggérant que les virus ont le potentiel de représenter une nouvelle classe de médicaments qui pourraient combattre les bactéries pathogènes, surtout ceux résistants aux antibiotiques. Une meilleure connaissance des virus dans l'environnement intestinal pourrait même améliorer la compréhension des symptômes gastro-intestinaux ressentis par certains des patients COVID-19 les plus malades.
Les chercheurs prévoient de mettre à jour régulièrement la base de données en libre accès.
Nous avons établi un point de départ solide pour voir à quoi ressemble le virome chez l'homme. Si nous pouvons caractériser les virus qui nous maintiennent en bonne santé, nous pourrions peut-être exploiter ces informations pour concevoir de futures thérapies contre des agents pathogènes qui ne pourraient pas être traités autrement avec des médicaments. »
Olivier Zablocki, co-auteur de l'étude, chercheur postdoctoral en microbiologie à l'Ohio State
L'étude est publiée aujourd'hui (24 août) dans la revue Hôte cellulaire et microbe .
Parler des bonnes et des mauvaises bactéries dans le microbiome intestinal est monnaie courante de nos jours, mais les virus dans l'intestin - et partout - sont difficiles à détecter parce que leurs génomes ne contiennent pas une séquence de gène de signature commune que les génomes des bactéries. Une si grande partie du vaste espace de séquences des virus reste inexplorée qu'elle est souvent appelée « matière noire ».
Pour ce travail, les chercheurs ont commencé avec les données de 32 études sur une décennie environ qui avaient examiné les virus intestinaux dans un total de 1, 986 personnes en bonne santé et malades dans 16 pays. Utiliser des techniques pour détecter les génomes viraux, l'équipe en a identifié plus de 33, 000 populations virales différentes.
"Nous avons utilisé l'apprentissage automatique sur les virus connus pour nous aider à identifier les virus inconnus, " a déclaré le premier auteur Ann Gregory, qui a terminé ce travail alors qu'elle était étudiante de troisième cycle à l'Ohio State. "Nous étions intéressés par le nombre de types de virus que nous pouvions voir dans l'intestin, et nous avons déterminé cela par combien de types de génomes nous pouvions voir puisque nous ne pouvions pas voir visuellement les virus. »
Leur analyse a confirmé les résultats d'études plus petites suggérant que bien que quelques populations virales aient été partagées au sein d'un sous-ensemble de personnes, il n'y a pas de groupe central de virus intestinaux commun à tous les humains.
Quelques tendances ont été identifiées, toutefois. Chez les individus occidentaux en bonne santé, l'âge influence la diversité des virus dans l'intestin, qui augmente considérablement de l'enfance à l'âge adulte, puis diminue après l'âge de 65 ans. Le schéma correspond à ce que l'on sait des flux et reflux de la diversité bactérienne intestinale, à une exception près :les intestins des nourrissons dont le système immunitaire est sous-développé regorgent de types de virus, mais peu de variétés de bactéries.
Les personnes vivant dans des pays non occidentaux avaient une plus grande diversité de virus intestinaux que les Occidentaux. Gregory a déclaré que d'autres recherches ont montré que les individus non occidentaux qui déménagent aux États-Unis ou dans un autre pays occidental perdent cette diversité de microbiome, suggérant que le régime alimentaire et l'environnement entraînent des différences de virome. (Par exemple, les scientifiques ont trouvé des virus végétaux intacts dans l'intestin - la seule façon pour eux d'y parvenir est par l'alimentation.) Des variations dans la diversité virale ont également pu être observées chez les participants sains par rapport aux participants malades dans les 32 études analysées.
"Une règle générale pour l'écologie est qu'une plus grande diversité conduit à un écosystème plus sain, " a déclaré Gregory. "Nous savons qu'une plus grande diversité de virus et de microbes est généralement associée à un individu en meilleure santé. Et nous avons vu que les individus en meilleure santé ont tendance à avoir une plus grande diversité de virus, indiquant que ces virus peuvent potentiellement faire quelque chose de positif et avoir un rôle bénéfique. »
Presque toutes les populations - 97,7 pour cent - étaient des phages, qui sont des virus qui infectent les bactéries. Les virus n'ont aucune fonction sans hôte - ils dérivent dans un environnement jusqu'à ce qu'ils infectent un autre organisme, profitant de ses propriétés pour faire des copies d'eux-mêmes. Les virus les plus étudiés tuent leurs cellules hôtes, mais les scientifiques du laboratoire de l'État de l'Ohio dans lequel Gregory et Zablocki ont travaillé ont découvert de plus en plus de virus de type phagique qui coexistent avec leurs microbes hôtes et produisent même des gènes qui aident les cellules hôtes à rivaliser et à survivre.
Le chef de ce laboratoire, auteur principal de l'étude Matthew Sullivan, a pour objectif la "thérapie par les phages" - l'idée centenaire d'utiliser des phages pour tuer les agents pathogènes résistants aux antibiotiques ou les superbactéries.
"Les phages font partie d'un vaste réseau interconnecté d'organismes qui vivent avec nous et sur nous, et lorsque des antibiotiques à large spectre sont utilisés pour lutter contre l'infection, ils nuisent également à notre microbiome naturel, " a déclaré Sullivan. "Nous construisons une boîte à outils pour faire évoluer notre compréhension et nos capacités à utiliser les phages pour ramener les microbiomes perturbés à un état sain.
" Surtout, une telle thérapeutique devrait avoir un impact non seulement sur notre microbiome humain, mais aussi que chez d'autres animaux, plantes et systèmes d'ingénierie pour lutter contre les agents pathogènes et les superbactéries. Ils pourraient également fournir une base pour quelque chose que nous pourrions avoir à considérer dans les océans du monde pour lutter contre le changement climatique. »
Professeur de microbiologie et civil, ingénierie environnementale et géodésique, Sullivan a aidé à établir des collaborations de recherche interdisciplinaires dans l'État de l'Ohio. Il a récemment fondé et dirige le nouveau Center of Microbiome Science de l'Ohio State et codirige le programme des communautés microbiennes de l'Infectious Diseases Institute.
Zablocki a noté qu'il y a encore beaucoup à apprendre sur les fonctions des virus dans l'intestin - à la fois bénéfiques et nuisibles.
"Je le vois comme la poule et l'œuf, " a-t-il dit. " Nous voyons la maladie et nous voyons la structure de la communauté. Est-ce à cause de cette structure communautaire que la maladie est survenue, ou la maladie est-elle à l'origine de la structure communautaire que nous voyons ? Cet ensemble de données standardisé nous permettra de poursuivre ces questions. »
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