Les scientifiques étudient comment l'antibiothérapie à large spectre affecte l'interaction des bactéries intestinales

L'intestin humain regorge de milliards de bactéries bénéfiques. Les thérapies qui utilisent des antibiotiques en détruisent souvent la plupart. La question de savoir si et comment la flore intestinale se rétablira par la suite a été étudiée par une équipe de recherche comprenant des scientifiques du MDC. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Microbiologie naturelle .

Le tube digestif humain abrite un univers de minuscules organismes. Il y a à peu près autant de bactéries dans l'intestin qu'il y a d'humains sur terre. Ces micro-organismes servent presque toujours le bien-être de leur hôte. Ils aident à digérer les aliments, produire des vitamines, et entraîner le système immunitaire. En outre, leur présence même contribue à endiguer la propagation des agents pathogènes.

Mais le microcosme intestinal, également connu sous le nom de microbiome, est sensible aux perturbations. "Lorsqu'il est déséquilibré, il y a un risque d'infection, surpoids, et le diabète, ainsi que les maladies inflammatoires et neurologiques, " dit le Dr Sofia Forslund, qui, en mai de cette année, est passé du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Heidelberg au Centre Max Delbrück de médecine moléculaire (MDC) à Berlin pour étudier les interactions complexes entre les humains et les microbiomes.

Les antibiotiques laissent des traces permanentes dans l'intestin

Dans une étude publiée récemment dans Microbiologie naturelle , Forslund, avec des collègues du Danemark, Allemagne, et la Chine, ont étudié comment l'antibiothérapie à large spectre affecte l'interaction des bactéries intestinales. "Nous avons pu montrer que le microbiome s'était presque complètement rétabli six mois après l'administration du médicament, » précise le chercheur suédois. Mais seulement « presque » :« Certaines espèces bactériennes sensibles ont complètement disparu, " dit Forslund.

Dans l'étude de quatre jours, l'équipe dirigée par des chercheurs du MDC et deux scientifiques de l'Université de Copenhague a administré un cocktail de trois antibiotiques (méropénème, gentamicine, et vancomycine) à douze jeunes hommes en bonne santé qui avaient accepté de participer. Ces médicaments sont principalement utilisés lorsque les antibiotiques les plus courants ne fonctionnent plus, car les bactéries y sont déjà devenues résistantes.

Certains types de bactéries ont survécu à l'administration du médicament

Les chercheurs ont ensuite étudié les microbiomes de leurs sujets pendant six mois. Au moyen du séquençage de l'ADN - une méthode utilisée pour déterminer la structure du matériel génétique - ils ont déterminé quelles espèces bactériennes étaient présentes dans les intestins des hommes, et quels gènes étaient présents dans les bactéries. L'équipe a également porté une attention particulière aux gènes de résistance, avec lesquels les microbes se défendent contre les drogues. "Notre étude est probablement la première à étudier l'influence des antibiotiques sur l'activité des gènes bactériens, " dit Forslund.

Il a d'abord été montré que l'intestin n'était pas devenu complètement stérile malgré l'administration de trois antibiotiques puissants, rapporte le chercheur. Parmi les bactéries restantes, l'équipe a même découvert des espèces auparavant inconnues qui n'ont pas encore été caractérisées. D'autres microbes ont rétréci et se sont transformés en spores - une forme de vie dans laquelle les bactéries peuvent persister pendant de nombreuses années dans des conditions précaires sans perdre leurs propriétés d'origine.

De plus en plus d'agents pathogènes pathogènes sont d'abord apparus

Le repeuplement ultérieur de l'intestin a été progressif. "Comme lorsqu'une forêt se rétablit lentement après un incendie, " dit Forslund. Cependant, selon le chercheur, bactéries aux propriétés pathogènes, comme Enterococcus faecalis et Fusobacterium nucleatum, apparaissait initialement plus fréquemment. À la fois, l'équipe a pu identifier de nombreux facteurs de virulence dans les micro-organismes - des structures et des métabolites plus nocifs pour l'homme. "Cette observation explique pourquoi la plupart des antibiotiques provoquent des troubles gastro-intestinaux, " dit Forslund.

Heures supplémentaires, cependant, la flore intestinale s'est à nouveau normalisée. Les mauvais microbes ont été de plus en plus remplacés par de bonnes bactéries telles que les bifidobactéries productrices d'acide lactique qui contribuent à éloigner les agents pathogènes. Au bout de six mois, le microbiome des sujets était presque le même qu'avant. Cependant, plus que quelques-unes des variétés bactériennes antérieures manquaient. "Comme prévu, le nombre de gènes de résistance dans les bactéries a également augmenté, " rapporte Forslund. Étonnamment, ce n'était pas le cas que les espèces bactériennes qui réapparaissaient le plus rapidement après l'administration d'antibiotiques avaient également le plus de gènes de résistance. "Ce matériel génétique semble plus susceptible de jouer un rôle à long terme dans le repeuplement intestinal, ", explique le chercheur.

Le microbiome pulmonaire sera également étudié plus avant

"Compte tenu de la perte apparemment permanente d'espèces individuelles et du nombre accru de gènes de résistance, l'étude montre une fois de plus combien il est important d'administrer les antibiotiques avec précaution, " Forslund souligne, ajoutant :« Il doit également être davantage exploré comment augmenter les futurs taux de réussite dans la protection du microbiome sensible contre les dommages causés par les antibiotiques. »

Le scientifique envisage de contribuer à cette recherche. Par exemple, le MDC mène actuellement une étude d'observation à travers laquelle Forslund veut découvrir comment les traitements antibiotiques à long terme affectent la biodiversité intestinale - et si un épuisement plus important des espèces augmente le risque d'obésité et de maladies métaboliques. Elle aimerait également étudier la fréquence à laquelle les bactéries intestinales échangent leurs gènes de résistance lors de l'administration d'antibiotiques. Une étude portant sur l'influence de ces médicaments sur le microbiome pulmonaire est déjà en cours de planification.

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