De nouvelles recherches menées par le Dr Nathalie Juge à l’Institut Quadram ont permis d’identifier certaines des molécules utilisées pour garantir que les bactéries du microbiote intestinal maintiennent des populations saines, aux bons endroits du corps. Cela permet d’assurer une relation continue et mutuellement bénéfique avec notre microbiote intestinal.

Pour établir une relation amicale avec ces microbes, notre intestin est tapissé de mucus. Dans le côlon, la couche de mucus est divisée en une couche externe lâche qui fournit un habitat approprié aux bactéries, nous permettant d’en bénéficier, et une couche interne qui agit comme une barrière protectrice. Cette couche interne empêche ces bactéries de traverser la paroi intestinale où elles pourraient nous nuire.

Le mucus est constitué de grandes molécules de protéines, qui sont décorées et prolongées par différentes molécules de sucre, appelées oligosaccharides qui, avec l’eau, constituent le mucus. Ces chaînes de glycanes de mucine constituent une source de nutriments ainsi qu’un site d’attachement pour les bactéries qui ont évolué pour coloniser la couche externe du mucus. Plus de 100 oligosaccharides différents ont été identifiés dans le côlon humain, et des recherches récentes ont montré que les variations des oligosaccharides dans le mucus sont associées à des variations dans la composition du microbiote intestinal. Il pourrait s’agir d’un moyen par lequel l’organisme tente d’adapter la composition du microbiote dans les différentes parties du tractus gastro-intestinal.

Le Dr Nathalie Juge, de l’Institut Quadram, dirige une équipe de chercheurs qui étudient comment les glycans des mucines peuvent influencer le microbiote intestinal. En collaboration avec le Synchrotron Oxford, l’Université d’East Anglia et l’Université de Californie, les chercheurs, utilisant un membre commun du microbiote intestinal humain appelé Ruminococcus gnavus comme organisme modèle, ont identifié des modules de liaison aux glucides capables de se lier au mucus. Ces modules reconnaissent une molécule de sucre spécifique, l’acide sialique, qui coiffe l’extrémité des chaînes de glycane de la mucine. Les couches de mucus sécrétées par l’organisme pour tapisser l’intestin présentent un gradient de mucines coiffées d’acide sialique, la concentration augmentant plus loin dans le tractus gastro-intestinal humain. La nature de l’acide sialique dans les mucines varie également d’une espèce à l’autre, ce qui fournit davantage de preuves sur la manière dont se produisent les interactions entre les microbiotes propres à chaque espèce.

« Nous pensons que les modules de liaison aux hydrates de carbone jouent un rôle clé dans la détermination de la répartition spatiale des bactéries symbiotiques le long du tractus gastro-intestinal, ce qui contribue à maintenir une relation bénéfique avec les bactéries qui occupent différentes niches dans l’intestin », a déclaré le Dr Juge.

Le microbiote intestinal étant désormais lié à de nombreux problèmes de santé, les thérapies microbiennes, qui visent à modifier l’équilibre des microbes pour améliorer la santé, suscitent un intérêt croissant. En fournissant un aperçu mécaniste de la façon dont ces bactéries interagissent avec l’hôte, cette recherche contribuera aux efforts visant à concevoir ces futures thérapies.

La recherche a été financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council et les US National Institutes of Health et a été publiée dans la revue Nature Communications.