Les chercheurs Jeffrey Singer et Casey Weaver disent :"Nos résultats offrent la possibilité de concevoir et de tester de manière rationnelle des thérapies probiotiques efficaces pour protéger les prématurés à risque."
Les infections qui surviennent 3 jours ou plus après la naissance sont appelées sepsis à début tardif. Les chercheurs ont conclu que la septicémie tardive est souvent favorisée par l'hyper-prolifération d'une seule espèce dans l'intestin. Ce phénomène est appelé dysbiose néonatale. Une fois que cela se produit, une septicémie tardive s'ensuit fréquemment. Les travaux cliniques montrant ce résultat ont maintenant été validés par les résultats de cette étude.
Les scientifiques disent, « Notre modèle devrait aider à définir les mécanismes par lesquels les espèces pionnières du microbiome en développement des nouveau-nés préviennent – ou ne parviennent pas à prévenir – la dysbiose qui prédispose au LOS. »
L'étude actuelle a utilisé des souris parce que les souris nouveau-nées ont des intestins qui se développent encore à la naissance et peu de temps après. Cela les rend plus comparables aux intestins immatures des bébés très prématurés.
Les chercheurs ont utilisé des chiots nouveau-nés exposés à une souche pathogène de la bactérie Klebsiella pneumoniae Kp-43816, qui a été inséré dans leurs estomacs immatures. Ces microbes ont été conçus pour transporter une biomolécule luminescente. Par conséquent, la position des croissances bactériennes dans l'intestin des animaux vivants peut être clairement vue. De plus, il est facile de suivre leur propagation hors de l'intestin pour envahir le reste du corps. La bioluminescence est idéale pour cette tâche car elle est visible même lorsqu'elle est recouverte de près d'un pouce solide de tissu.
Bactéries Klebsiella, Illustration 3D Crédit :Kateryna Kon / Shutterstock Ils ont inséré la souche pathogène à une dose qui tuerait 50 % des animaux en 10 jours. A cette dose, ils ont vu comment Klebsiella sorti de l'intestin précisément aux points où il avait formé les excroissances ou les colonies les plus denses. À la fois, la dysbiose n'était pas universellement associée au sepsis. Cela est en corrélation avec les bébés prématurés humains, tous ne développent pas une septicémie tardive.
L'étape suivante consistait à placer une souche non pathogène de la même bactérie, à savoir, Kp-39, dans l'estomac de la souris nouveau-née. À ce stade, les chercheurs ont été étonnés de voir comment cette souche ne causait pas de maladie, comme prévu, mais ont été trouvés pour sortir de l'intestin dans l'abdomen. Il a également provoqué des infections du foie ou du mésentère, la tige vasculaire qui relie les vaisseaux sanguins abdominaux au reste du corps. Pendant 9 jours, les chiots ont éliminé les bactéries de leur corps.
Les chercheurs estiment que si les deux Klebsiella les souches pourraient migrer à travers la paroi intestinale, il existe de nettes différences dans la façon dont le système immunitaire de l'hôte élimine ces microbes du corps après avoir accompli cette étape. Cette différence persistait lorsque les souches étaient injectées directement dans le péritoine, de sorte qu'ils n'avaient pas besoin de migrer hors de la lumière intestinale.
Dans le cas d'une injection péritonéale avec Kp-43816, toutes les souris nouveau-nées sont mortes dans les 24 heures. Cependant, lorsque Kp-39 a été utilisé, pas un seul chiot souris n'est mort, et la bactérie a été éliminée du corps en une semaine. Les variations capsulaires entre ces souches ont montré aux chercheurs que la capsule autour de la souche la plus virulente résistait à l'action des cellules immunitaires en engloutissant et en éliminant ces bactéries. Par conséquent, ils ont réussi à infecter le pus, contrairement au Kp-39.
À la suite de cette expérience, les scientifiques ont pu distinguer et suivre deux événements différents :alors que la souche Kp-43816 suit une voie qui reflète une septicémie tardive résultant d'une dysbiose chez le nouveau-né, le Kp-39 permet le développement d'une dysbiose sans sepsis ni décès, ce qui gâcherait l'image.
Ils ont suivi cette étude en modifiant la composition du microbiome intestinal chez les petits souris. Ils ont découvert qu'ils pouvaient modifier le niveau de susceptibilité à la dysbiose intestinale et à la septicémie tardive. On sait déjà que le microbiome intestinal normal ou sain est crucial pour prévenir la colonisation et l'invasion des agents pathogènes. Lorsqu'une population de petits souris sans germe, qui manquent d'un microbiome intestinal, a été exposé au Kp-43816, tous étaient pareillement infectés par la bactérie, entraînant une septicémie tardive.
Aller plus loin, les chercheurs ont maintenant administré des antibiotiques à des souris gravides d'un jour avant l'accouchement à plusieurs jours après, après quoi Klebsiella l'infection par la souche virulente a été introduite. Deux antibiotiques différents ont été administrés, à savoir, gentamicine et vancomycine. Étant donné que les deux sont très peu absorbés, il est peu probable que la présence d'antibiotique soit significative chez les souriceaux. Cependant, la population bactérienne intestinale de la mère serait modifiée de plusieurs façons. À son tour, cela signifie que les chiots sont exposés à un type différent de microbiome intestinal après la naissance et développeront ce type de microbiome.
Ce qui s'est passé, c'est que les chiots de mères sous gentamicine étaient très sujets à l'infection, mais pas ceux des mères traitées par la vancomycine, par rapport aux témoins. La répétition de l'expérience avec la souche avirulente Kp-39 a entraîné une mortalité nulle, mais une plus grande dysbiose chez les chiots de gentamicine par rapport aux chiots de vancomycine.
Les souches de lactobacilles étaient plus abondantes dans la flore intestinale des chiots vancomycine par rapport aux chiots gentamicine. Ainsi, Il paraît que Lactobacilles les chiffres sont en corrélation avec une vulnérabilité accrue ou diminuée à l'apparition d'une dysbiose et d'une septicémie à apparition tardive chez le nouveau-né.
Le séquençage de l'ADN pour identifier les bactéries qui dominaient le microbiome intestinal a montré que Lactobacillus murinus était prédominante chez les chiots nés de mères sous vancomycine. Cependant, avec de la gentamicine, cette souche était presque absente chez les chiots.
Une autre découverte intéressante était que L. murinus est sensible à l'action de la gentamicine mais résistante à l'action de la vancomycine. L'élimination de cette espèce protectrice et bénéfique par l'administration de gentamicine a ouvert la voie à la dysbiose chez les nouveau-nés, en bloquant le passage de cette « bonne » bactérie de l'intestin de la mère à celui des petits.
Pour confirmer ces constatations, les chercheurs ont maintenant administré L. murinus aux chiots nés de mères traitées à la gentamicine, avant d'exposer ces chiots au Kp-39. L'incidence de la dysbiose a fortement diminué dans ce groupe par rapport aux témoins. Dans un autre ensemble de souris expérimentales, ils ont également découvert qu'une souche de Escherichia coli (E. coli) les bactéries utilisées dans les probiotiques sont également capables de conférer une protection similaire à ce groupe de chiots, mais la même action manquait lorsque plusieurs autres souches courantes de Lactobacillus utilisées dans les probiotiques ont été testées.
L'étude a également révélé que les très jeunes chiots ressemblaient à des bébés prématurés dans la mesure où les anérobies facultatifs dominaient leur environnement intestinal. Ces bactéries appartiennent à des souches différentes mais se ressemblent en ce sens qu'elles peuvent vivre et se développer avec ou sans oxygène. Ceci est caractéristique des intestins des chiots et des bébés très immatures.
Avec la croissance et la maturation, la composition du microbiome change jusqu'à ce qu'elle soit comparable à celle des nourrissons plus âgés ou à terme, avec des anaérobies majoritairement obligatoires. Ces bactéries ne se développent qu'en l'absence d'oxygène et meurent en présence d'oxygène. Les chiots plus âgés qui avaient ce type de microbiome mature n'ont pas développé de dysbiose néonatale.
Ainsi, il semble que lorsque l'oxygène est présent dans l'intestin des souris nouveau-nées, les anérobies obligatoires sont inhibés, permettant la prolifération d'autres espèces. C'est peut-être la raison pour laquelle la dysbiose survient plus fréquemment chez les très petits nourrissons.
Les auteurs concluent que certaines espèces bactériennes normales sont essentielles et adéquates pour empêcher la prolifération d'espèces pathogènes dans l'intestin du nouveau-né, et ainsi inhiber la septicémie tardive résultant d'une dysbiose. Les chercheurs Singer et Casey Weaver disent, « Ils fournissent une base pour comprendre pourquoi certains probiotiques sont protecteurs, alors que d'autres ne le sont pas. Cela peut avoir des implications importantes pour la pratique clinique, où l'utilisation d'antibiotiques à la fois maternelle et néonatale peut altérer le microbiome néonatal, et où les nourrissons de très faible poids de naissance reçoivent des probiotiques sans preuve claire quant aux espèces probiotiques préférées. »
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