La matière noire microbienne peut affecter le taux de cholestérol chez l'homme

Dans les parties les plus sombres du monde où la lumière ne parvient pas à bloquer la générosité insondable des étoiles, Chercher. Il y a encore moins de points éclairant l'univers qu'il n'y a de bactéries dans le monde, caché à la vue, tout un univers dans un seul intestin humain.

De nombreuses espèces sont connues, Comme E. coli , mais bien d'autres, parfois appelée « matière noire microbienne, " restent insaisissables.

Nous savons qu'il est là, à cause de la façon dont cela affecte les choses qui l'entourent."

Doug Kenny, un doctorat candidat à l'École supérieure des arts et des sciences

Kenny est co-premier auteur d'une nouvelle étude sur Cellule hôte et microbe qui éclaire un peu cette matière noire microbienne :une espèce de bactérie intestinale qui peut affecter le taux de cholestérol chez l'homme.

"Le métabolisme du cholestérol par ces microbes peut jouer un rôle important dans la réduction des concentrations de cholestérol intestinal et sanguin, impact direct sur la santé humaine, " dit Emily Balskus, professeur de chimie et de biologie chimique à l'Université Harvard et co-auteur principal avec Ramnik Xavier, membre principal du Broad, co-directeur du Centre d'informatique et de thérapeutique du MIT et chercheur au Massachusetts General Hospital. Les bactéries nouvellement découvertes pourraient un jour aider les gens à gérer leur taux de cholestérol grâce à l'alimentation, probiotiques, ou de nouveaux traitements basés sur des microbiomes individuels.

Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), en 2016, plus de 12 pour cent des adultes aux États-Unis âgés de 20 ans et plus avaient des taux de cholestérol élevés, un facteur de risque de la première cause de décès dans le pays :les maladies cardiaques. Seulement la moitié de ce groupe prend des médicaments comme les statines pour gérer leur taux de cholestérol; alors que ces médicaments sont un outil précieux, ils ne fonctionnent pas pour tous les patients et, bien que rare, peut avoir des effets secondaires inquiétants.

"Nous ne cherchons pas la solution miracle pour résoudre les maladies cardiovasculaires, " Kenny a dit, "mais il y a cet autre organe, le microbiote, un autre système en jeu qui pourrait réguler le taux de cholestérol auquel nous n'avons pas encore pensé."

La lagune d'épuration des porcs

Depuis la fin des années 1800, les scientifiques savaient que quelque chose arrivait au cholestérol dans l'intestin. À travers les décennies, le travail s'est rapproché d'une réponse. Une étude a même trouvé des preuves de bactéries consommatrices de cholestérol vivant dans une lagune d'épuration des porcs. Mais ces microbes préféraient vivre dans les porcs, pas les humains.

Les études antérieures sont comme un dossier d'indices (un laboratoire de 1977 a même isolé le microbe révélateur mais les échantillons ont été perdus). Un indice énorme est le coprostanol, le sous-produit du métabolisme du cholestérol dans l'intestin. « Parce que le microbe de la lagune des eaux d'égout des porcs a également formé du coprostanol, " dit Balskus, "nous avons décidé d'identifier les gènes responsables de cette activité, en espérant que nous pourrions trouver des gènes similaires dans l'intestin humain."

Pendant ce temps, Damien Plichta, un informaticien au Broad Institute et co-premier auteur avec Kenny, recherché des indices dans des ensembles de données humaines. Des centaines d'espèces de bactéries, les virus et les champignons qui vivent dans l'intestin humain doivent encore être isolés et décrits, il a dit. Mais la soi-disant métagénomique peut aider les chercheurs à contourner une étape :au lieu de localiser d'abord une espèce de bactérie, puis de déterminer ce qu'elle peut faire, ils peuvent analyser la richesse du matériel génétique trouvé dans les microbiomes humains pour déterminer quelles capacités ces gènes codent.

Plichta a croisé des données massives sur le génome du microbiome avec des échantillons de selles humaines pour trouver quels gènes correspondaient à des niveaux élevés de coprostanol. « À partir de cette quantité massive de corrélations, " il a dit, "nous avons zoomé sur quelques gènes potentiellement intéressants que nous pourrions ensuite suivre." Pendant ce temps, après que Balskus et Kenny aient séquencé le génome entier de la bactérie porcine consommatrice de cholestérol, ils ont extrait les données et découvert des gènes similaires :un signal qu'ils se rapprochaient.

Le lien humain

Ensuite, Kenny a encore affiné sa recherche. Dans le laboratoire, il a inséré chaque gène potentiel dans des bactéries et testé des enzymes pour décomposer le cholestérol en coprostanol. Finalement, il a trouvé le meilleur candidat, que l'équipe a nommé le gène Intestinal Steroid Metabolism A (IsmA).

« Nous pourrions maintenant corréler la présence ou l'absence de bactéries potentielles contenant ces enzymes avec les taux de cholestérol sanguin prélevés sur les mêmes individus, " a déclaré Xavier. En utilisant des ensembles de données sur le microbiome humain de Chine, Pays-Bas et États-Unis, ils ont découvert que les personnes porteuses du gène IsmA dans leur microbiome avaient 55 à 75 pour cent de moins de cholestérol dans leurs selles que celles qui n'en avaient pas.

« Ceux qui ont cette activité enzymatique ont essentiellement un taux de cholestérol inférieur, " dit Xavier.

La découverte, Xavier a dit, pourrait conduire à de nouvelles thérapies - comme un "cocktail biotique" ou une administration directe d'enzymes à l'intestin - pour aider les gens à gérer leur taux de cholestérol sanguin. Mais il y a beaucoup de travail à faire en premier :l'équipe a peut-être identifié l'enzyme cruciale, mais encore faut-il isoler le microbe responsable. Ils doivent prouver non seulement la corrélation mais la causalité - que le microbe et son enzyme sont directement responsables de la baisse du cholestérol chez l'homme. Et, ils doivent analyser quel effet coprostanol, le sous-produit de la réaction, a sur la santé humaine.

"Cela ne veut pas dire que nous aurons des réponses demain, mais nous avons un aperçu de la façon de s'y prendre, " dit Xavier.

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