Étude :Les différences génétiques dans le système immunitaire façonnent les bactéries qui colonisent le système digestif

Les différences génétiques dans le système immunitaire façonnent les collections de bactéries qui colonisent le système digestif, selon de nouvelles recherches menées par des scientifiques de l'Université de Chicago.

Dans des expériences soigneusement contrôlées utilisant des souris sans germe peuplées de microbes provenant de souris élevées de manière conventionnelle, les chercheurs ont montré que si la composition de l'apport microbien déterminait en grande partie le microbiome résultant des receveurs, les différences génétiques entre les souches de souris ont également joué un rôle.

Lorsque l'entrée est normalisée, vous pouvez comparer des souris de différentes souches génétiques et voir ce que ces gènes font au microbiome des souris receveuses. Cette approche nous a permis de dire s'il y avait une influence génétique, et en effet il y a. Donc, la question suivante était de savoir quels mécanismes sont impliqués ? »

Alexandre Tchervonski, MARYLAND, Doctorat, chercheur en microbiome

Chervonsky est l'auteur principal de la nouvelle étude, Publié dans Rapports de cellule .

Surmonter les effets hérités

L'un des défis auxquels sont confrontés les chercheurs en microbiome est qu'il peut être difficile de comparer les résultats des expériences en raison des "effets de lot" ou des "effets hérités". Lorsque les scientifiques transfèrent des microbes d'une souris à une autre, le résultat est largement déterminé par le microbiome de l'animal source, quel genre de nourriture ils mangent, où ils habitent, etc.

Ainsi, même si les chercheurs de deux laboratoires différents utilisent exactement la même race de souris avec les mêmes antécédents génétiques, ils verront deux images différentes lorsqu'ils analyseront le microbiome des destinataires. "L'entrée définit la sortie, " a déclaré Tchervonski.

Pour surmonter ces effets, Chervonsky et la microbiologiste Tatiana Golovkina, Doctorat, co-auteur principal de la nouvelle étude, ont soigneusement limité leurs expériences pour faire une comparaison de pommes à pommes. Ils ont transféré des microbes d'une souris élevée de manière conventionnelle à de nombreuses souris génétiquement identiques de l'installation de souris gnotobiotiques (sans germe) d'UCicago.

Ces souris sont spécialement élevées pour qu'elles n'aient aucune bactérie dans leur corps ou leur tube digestif dès la naissance pour fournir une ardoise vierge pour voir ce qui se passe lorsqu'elles sont colonisées par des bactéries.

Chervonsky et Golovkina ont répété ces étapes plusieurs fois, transférer des microbes d'une souris source à de nombreux destinataires, certains avec des antécédents génétiques similaires et d'autres avec de légères différences dans leur système immunitaire.

Ils ont ensuite travaillé avec le pathologiste Aly A. Khan, Doctorat, et Dionysios Antonopoulos, Doctorat, un microbiologiste du Laboratoire National d'Argonne, analyser les séquences génomiques des microbiomes résultants chez les souris receveuses et leur progéniture et comparer les effets de différents gènes du système immunitaire.

De multiples mécanismes immunitaires jouent un rôle

Les animaux ont deux principaux types d'immunité :innée, ou inné, immunité qui utilise la norme, mécanismes câblés pour repousser les agents pathogènes, et une immunité adaptative qui « apprend » lorsqu'elle rencontre différents agents pathogènes et utilise les cellules T et les cellules B pour cibler leurs récepteurs uniques. Certaines des souris Chervonsky et Golovkina utilisées dans leurs expériences étaient congéniques, ou génétiquement identiques, à l'exception des différences dans une partie du génome appelée locus majeur d'histocompatibilité (MHC), qui détermine l'immunité adaptative.

Lorsqu'ils ont examiné comment ces différents mécanismes immunitaires ont façonné les microbiomes des souris receveuses, les chercheurs ont constaté que si l'immunité adaptative avait un effet sur certaines souches de bactéries, dans l'ensemble, les effets n'ont pas été dramatiques.

Dans certains cas, les bactéries ont même profité de la réponse immunitaire adaptative pour se développer. Au lieu, la majorité des différences qu'ils ont vues pourraient être attribuées à des gènes polymorphes innés, ou différentes variations de gènes dans le CMH.

« La manipulation du système adaptatif entraîne certains changements, mais à notre grande surprise, ils n'étaient pas dramatiques, " Chervonsky a déclaré. "La grande majorité des mécanismes qui déterminent les différences dans les résultats sont ceux qui sont polymorphes mais ne font pas partie de la réponse immunitaire adaptative."

Golovkina a déclaré qu'elle espère que ce travail servira d'exemple sur la façon de standardiser les études sur le microbiome. L'installation gnotobiotique est un élément clé de la recherche en cours sur le système immunitaire, génétique et microbiome sous l'égide du Duchossois Family Institute à UChicago.

En utilisant des outils standard comme des souris sans germes pour contrôler soigneusement les conditions des expériences, les chercheurs peuvent s'appuyer sur des travaux antérieurs au lieu de mener des travaux ponctuels, expériences autonomes.

« Il existe des normes dans de nombreux types de recherche, mais ils sont presque inexistants dans la recherche sur le microbiome, " a déclaré Golovkina. "Nous essayons de mettre en place une norme d'analyse pour ces questions sur la façon de comparer les différences de composition microbienne."

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