Nos gènes façonnent nos bactéries intestinales, selon de nouvelles recherches

Mais une étude de l’université de Notre-Dame a révélé que la composante génétique en jeu était beaucoup plus importante qu’on ne le pensait.

Dans cette étude, publiée récemment dans Science, les chercheurs ont découvert que la plupart des bactéries du microbiome intestinal sont héréditaires après avoir examiné plus de 16 000 profils de microbiome intestinal recueillis sur 14 ans auprès d’une population de babouins du parc national d’Amboseli, au Kenya, étudiée depuis longtemps. Toutefois, cette héritabilité change avec le temps, les saisons et l’âge. L’équipe a également constaté que plusieurs des traits du microbiome héritables chez les babouins le sont aussi chez les humains.

« L’environnement joue un rôle plus important que les gènes dans la formation du microbiome, mais cette étude nous permet de passer de l’idée que les gènes jouent un rôle minime dans le microbiome à l’idée que les gènes jouent un rôle omniprésent, même s’il est minime », a déclaré Elizabeth Archie, professeur au département des sciences biologiques et chercheuse principale de l’étude, également affiliée à l’Eck Institute for Global Health et à l’Environmental Change Initiative.

Le microbiome intestinal remplit plusieurs fonctions. En plus d’aider à la digestion des aliments, il crée des vitamines essentielles et contribue à la formation du système immunitaire. Cette nouvelle recherche est la première à montrer un lien définitif avec l’héritabilité.

Des études antérieures sur le microbiome intestinal chez l’homme ont montré que seuls 5 à 13 % des microbes étaient héritables, mais Archie et l’équipe de recherche ont émis l’hypothèse que ce faible pourcentage était dû à une approche « instantanée » de l’étude du microbiome intestinal : Toutes les études antérieures ne mesuraient les microbiomes qu’à un moment donné.

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé des échantillons fécaux provenant de 585 babouins sauvages d’Amboseli, avec généralement plus de 20 échantillons par animal. Les profils microbiomiques des échantillons ont montré des variations dans le régime alimentaire des babouins entre les saisons humides et sèches. Les échantillons collectés comprenaient des informations détaillées sur l’hôte, y compris les descendants connus, des données sur les conditions environnementales, le comportement social, la démographie et le régime alimentaire au niveau du groupe au moment de la collecte.

L’équipe de recherche a constaté que 97 % des caractéristiques du microbiome, y compris la diversité globale et l’abondance des microbes individuels, étaient significativement héritables. Toutefois, le pourcentage d’héritabilité semble beaucoup plus faible – jusqu’à 5 % seulement – lorsque les échantillons sont analysés à partir d’un seul point dans le temps, comme c’est le cas chez les humains. Cela souligne l’importance d’étudier des échantillons provenant du même hôte au fil du temps.

« Cela suggère vraiment que chez l’homme, si les chercheurs n’ont pas trouvé l’héritabilité, c’est en partie parce qu’ils ne disposent pas d’une décennie et demie d’échantillons fécaux dans le congélateur et qu’ils n’ont pas toutes les informations initiales sur l’hôte (l’individu) dont ils ont besoin pour découvrir ces détails », a déclaré Archie.

L’équipe a trouvé des preuves que les facteurs environnementaux influencent l’héritabilité des traits dans le microbiome intestinal. L’héritabilité du microbiome était généralement 48 % plus élevée pendant la saison sèche que pendant la saison humide, ce qui peut s’expliquer par le fait que le régime alimentaire des babouins est plus diversifié pendant la saison des pluies. L’héritabilité augmente également avec l’âge, selon l’étude.

Les recherches ont également montré l’impact significatif de l’environnement sur les microbiomes intestinaux des babouins. Leurs résultats sont en accord avec des études antérieures montrant que les effets environnementaux sur la variation du microbiome intestinal jouent un rôle plus important que les effets génétiques additifs. En plus de la découverte de la composante génétique, l’équipe prévoit d’affiner sa compréhension des facteurs environnementaux impliqués.

Mais le fait de savoir que les gènes du microbiome intestinal sont héréditaires ouvre la voie à l’identification future de microbes façonnés par la génétique. À l’avenir, des thérapies pourraient être adaptées aux personnes en fonction de la composition génétique de leur microbiome intestinal.

Le projet Amboseli Baboon, lancé en 1971, est l’une des plus anciennes études sur les primates sauvages au monde. Axé sur le babouin des savanes, le projet se déroule dans l’écosystème d’Amboseli, en Afrique de l’Est, au nord du mont Kilimandjaro. Les équipes de recherche ont suivi des centaines de babouins dans plusieurs groupes sociaux tout au long de leur vie. Les chercheurs suivent actuellement environ 300 animaux, mais ont accumulé des informations sur le cycle de vie de plus de 1 500 animaux.