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Que peuvent nous dire les excréments anciens sur l'évolution du microbiome intestinal humain ?

Les informations sur le microbiote ancien représentent une ressource vitale pour étudier l'évolution bactérienne et explorer la propagation biologique des maladies chroniques à travers l'histoire.

Une équipe internationale de chercheurs a analysé l'ADN microbien trouvé dans les paléo-excréments humains indigènes (excréments desséchés) des grottes sèches du nord du Mexique et de l'Utah. Ils ont découvert que l'ancien microbiome intestinal humain est similaire à celui des personnes modernes issues de populations non industrialisées.

L'étude, publié dans la revue La nature, est le premier à révéler de nouvelles espèces de microbes dans les spécimens.

Étude :Reconstruction d'anciens génomes microbiens de l'intestin humain. Crédit d'image :Design_Cells/Shutterstock

Microbiome ancien

Le corps est plein de colonies de bactéries inoffensives, champignons, et des virus appelés microbiome. Ces espèces sont bénéfiques pour l'organisme, aider les processus naturels du corps. Il existe plus de 400 espèces de bactéries qui composent le microbiome intestinal, aider à digérer les aliments, éloigner les agents pathogènes nocifs, et synthétiser des vitamines.

Des études antérieures ont noté que le microbiome intestinal était présent même chez les peuples anciens. Cela signifie que l'exploration du contenu des bactéries intestinales des peuples anciens peut offrir de nouvelles connaissances non seulement sur leur alimentation, mais aussi sur la façon dont elles éloignent les maladies.

Des experts de la santé ont également comparé le microbiome intestinal de personnes originaires de régions industrialisées et non industrialisées.

Des études antérieures sur des enfants en Russie et en Finlande ont montré que ceux des régions industrialisées étaient plus susceptibles de développer un diabète de type 1 que ceux des régions non industrialisées.

Ces deux groupes d'enfants avaient un microbiome intestinal très diversifié, soulignant que ceux qui vivent dans les zones industrialisées, les enfants courent un risque plus élevé de développer non seulement le diabète de type 1, mais aussi d'autres maladies auto-immunes et allergiques.

Reconstruire l'ancien microbiome intestinal humain

L'équipe a reconstruit d'anciens génomes microbiens en utilisant un ensemble de huit paléofeces de 1, 000 ans à 2, 000 ans découverts dans le sud-ouest des États-Unis et au Mexique. De là, ils ont comparé les anciens microbes intestinaux à des échantillons modernes provenant de populations industrialisées et non industrialisées.

Au total, les chercheurs ont reconstruit 498 génomes microbiens et ont conclu que 818 provenaient d'individus anciens. Parmi ceux-ci, 39 pour cent n'avaient pas été trouvés auparavant dans les autres échantillons.

Les analyses ont été possibles grâce à l'extraordinaire conservation des paléo-fèces, l'utilisation de méthodes d'extraction d'acide désoxyribonucléique ancien (ADNa) pour les matières fécales anciennes, profondeur de séquençage élevée, et les progrès de la méthodologie de reconstruction du génome de novo.

Par rapport aux 789 échantillons actuels de microbiome intestinal humain provenant de huit pays, les échantillons de paléofes étaient plus similaires aux microbiomes intestinaux humains non industrialisés qu'industrialisés.

Certains des morceaux de nourriture trouvés dans les échantillons ont confirmé que le régime alimentaire des peuples anciens comprenait des haricots et du maïs, typique des premiers agriculteurs nord-américains. Sur le site de l'Utah, l'équipe a trouvé un plus éclectique, régime de famine riche en fibres, y compris l'herbe de riz, poire, et des sauterelles dans les morceaux de nourriture de l'échantillon.

Après profilage fonctionnel, l'équipe a trouvé une abondance significativement plus faible de gènes de résistance aux antibiotiques et de dégradation des mucines, y compris l'enrichissement d'éléments génétiques mobiles relatifs aux microbiomes intestinaux industriels. Plus, les échantillons anciens étaient plus divers, dont des dizaines d'espèces jusque-là inconnues.

Cette étude facilite la découverte et la caractérisation de micro-organismes intestinaux auparavant non décrits à partir de microbiomes anciens et l'enquête sur l'histoire de l'évolution du microbiote intestinal humain grâce à la reconstruction du génome à partir de paléofeces, », ont noté les chercheurs dans l'étude.

L'étude a également établi que les paléo-excréments avec un ADN bien conservé sont des sources abondantes de génomes microbiens. Les espèces microbiennes précédemment non décrites dans les excréments antiques peuvent éclairer les histoires évolutives des microbiomes humains.

De futures études sont nécessaires pour mieux comprendre le microbiome humain, ce qui peut aider à découvrir de nouveaux traitements pour des maladies telles que le diabète de type 1 et d'autres maladies auto-immunes. Les études peuvent également aider à développer des approches pour restaurer le microbiome intestinal actuel à son état ancestral.