Une nouvelle technique détecte de nouvelles souches de microbes dans le microbiote fécal humain après une chirurgie de l'obésité

En utilisant une technique bioinformatique unique développée à l'Université d'Alabama à Birmingham, Des chercheurs de l'UAB ont détecté l'émergence de nouvelles souches de microbes dans le microbiote fécal humain après une chirurgie de l'obésité. Ces nouvelles souches sont apparues après une rupture chirurgicale de l'estomac et de la partie supérieure de l'intestin grêle. En revanche, les chercheurs ont découvert que les souches du microbiote fécal intestinal humain ressemblaient à celles trouvées avant la chirurgie après une intervention chirurgicale dans le côlon, qui est la partie inférieure du tube digestif, ou IG, tract.

Les chercheurs de l'UAB ont étudié des patients subissant deux types de chirurgie de l'obésité :le pontage gastrique Roux-en-Y et la gastrectomie en manchon. Dans la sleeve gastrectomie, la taille de l'estomac est réduite. Le bypass gastrique Roux-en-Y réduit également la taille de l'estomac qui reçoit la nourriture, mais il crée en outre un pontage chirurgical du reste de l'estomac et de la première partie de l'intestin grêle.

"Nos résultats montrent que, lorsque vous modifiez le tractus gastro-intestinal supérieur avec une chirurgie de l'obésité, vous modifiez également l'environnement intestinal, entraînant l'émergence de nouvelles souches de microbes, " a déclaré Casey Morrow, Doctorat., chef de l'équipe de recherche et professeur émérite au département de cellule de l'UAB, Biologie développementale et intégrative. "Dans la compétition microbienne pour les nutriments et l'espace dans le tractus gastro-intestinal, les gagnants sont de nouvelles souches plus compétitives dans le nouvel environnement du tractus gastro-intestinal."

La capacité de la technique informatique à discriminer entre les souches individuelles de la même espèce fait progresser l'analyse du microbiote intestinal humain et la façon dont la chirurgie peut altérer la communauté microbienne. Le microbiote humain se compose en grande partie de 500 à 1, 000 espèces bactériennes qui ont une influence principalement bénéfique sur la santé humaine, y compris la modulation du système immunitaire et les influences sur le métabolisme de l'hôte et le développement des organes. Des études antérieures du microbiote ont permis de déterminer des changements dans l'abondance relative de diverses espèces après chirurgie de l'obésité, mais ils ne pouvaient pas discerner si cela pouvait être dû au remplacement d'une souche d'une espèce particulière par une autre souche de cette même espèce.

En 2017, les chercheurs de l'UAB avaient utilisé leur technique - appelée variante à un seul nucléotide de similarité basée sur une fenêtre, ou WSS - pour montrer la première démonstration directe que les microbes des donneurs fécaux sont restés dans les receveurs pendant des mois ou des années après les transplantations fécales pour traiter les patients atteints d'infections récurrentes à Clostridium difficile.

Pour le rapport publié dans le Journal du microbiome humain en décembre, Morrow et ses collègues ont analysé des échantillons de selles prélevés sur des patients avant et un à deux ans après la chirurgie de l'obésité. L'étude a inclus 18 patients subissant un pontage gastrique Roux-en-Y et six patients subissant une sleeve gastrectomie.

Lorsque les échantillons pré- et post-fécaux des deux groupes de patients opérés de l'obésité ont été comparés, seulement 65 % des scores WSS de Roux-en-Y et 75 % des scores WSS de la sleeve gastrectomie étaient au-dessus de la limite qui identifie les paires apparentées. Cela signifiait que, pour 35% des paires de microbiote Roux-en-Y et 25% des paires de sleeve gastrectomie, des changements d'une souche microbienne d'une espèce bactérienne à une autre souche s'étaient produits, et dans certains cas, ces changements dans la communauté microbienne ont persisté un à deux ans après les opérations. De multiples changements dans les souches microbiennes de diverses espèces bactériennes ont été identifiés dans la plupart des cas, mais pas tout, des patients opérés de l'obésité.

En revanche, pour cinq patients opérés ayant perdu des segments du côlon sigmoïde, qui est près de la fin du tractus gastro-intestinal, 97 pour cent des scores WSS comparant les échantillons pré- et post-opératoires étaient au-dessus du seuil, indiquant des déformations stables dans le temps, malgré les opérations. Trois de ces patients ont présenté une seule nouvelle souche microbienne dans une espèce bactérienne particulière. Les deux autres n'avaient pas de nouvelles souches. Ces 97% sont similaires à la stabilité du microbiote intestinal observée sur un ou deux ans chez les personnes n'ayant pas subi d'opération.

"Notre étude décrit, pour la première fois, l'émergence de nouvelles souches microbiennes dans la communauté fécale suite à une altération du tractus gastro-intestinal supérieur, " dit Morrow. " Très probablement, les origines des nouvelles souches dans la communauté fécale sont les communautés microbiennes associées aux tissus de l'intestin grêle. La chirurgie ayant entraîné une altération physiologique permanente, les nouvelles souches microbiennes reflètent la réponse à ces changements environnementaux dans le tractus gastro-intestinal."

« Dans une implication plus large, " dit demain, « la prise de conscience que les humains peuvent héberger plusieurs souches des mêmes microbes nous fournit une nouvelle appréciation de la complexité de la communauté microbienne GI humaine. Cela renforce l'importance de nos études en cours pour examiner l'impact d'autres traitements perturbant le microbiome, comme les antibiotiques et la chimiothérapie anticancéreuse, avoir sur la structure de la communauté microbienne du tractus gastro-intestinal."

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