Parce qu’un même régime produit des résultats différents d’une personne à l’autre

Dans un gramme de sol, il y a environ un milliard de cellules bactériennes, soit un nombre supérieur à celui de la population humaine entière. Cette extraordinaire biodiversité microbienne caractérise également le corps humain, où le microbiome constitue un écosystème complexe qui influence la physiologie, l’immunité et la réponse thérapeutique. Pour étudier ces habitants invisibles, les chercheurs utilisent la métagénomique, une discipline qui permet l’analyse informatique de communautés microbiennes entières grâce au séquençage de l’ADN environnemental, fournissant ainsi un instantané complet de l’écosystème microbien sans avoir besoin d’isolement et de culture en laboratoire, surmontant ainsi les limites de temps et de coût des méthodologies traditionnelles.

Nicola Segata, professeur et chercheur au Laboratoire de métagénomique computationnelle de l’Université de Trente, et invité de la XXIIIe édition du festival BergamoScienza, a appliqué cette approche à l’étude du microbiome de notre intestin. La découverte la plus surprenante ? Il existe la « matière noire microbienne » : des micro-organismes qui ne peuvent être classés taxonomiquement car ne correspondant à aucune espèce bactérienne connue présente dans les bases de données de référence. C’est un aspect qui mérite d’être approfondi.

Dans une étude publiée dans Cell, l’analyse de plus de 10 000 métagénomes fécaux du monde entier a permis la reconstruction de plus de 150 000 génomes bactériens, dont environ 77 % représentaient des espèces jamais décrites auparavant. Un fait qui souligne l’énorme manque de connaissances sur les bactéries qui vivent dans nos intestins.

Mais ce n’est pas tout : chaque microbiome conserve une configuration spécifique à chaque individu : il est aussi unique qu’une empreinte digitale. Même les personnes partageant le même ADN et le même environnement ont des microbiomes différents. L’étude ZOE PREDICT, publiée dans Médecine naturelle et menée en collaboration avec le King’s College de Londres, sur des paires de jumeaux monozygotes, elle a démontré que seulement 23 % de la composition microbienne est partagée. Cela explique pourquoi le même régime produit des résultats différents d’une personne à l’autre : nos bactéries transforment les aliments d’une manière unique, rendant chaque organisme différent dans sa réponse aux mêmes aliments.

De plus, le microbiome n’est pas une entité statique, mais une communauté bactérienne constamment dynamique. Elle est activement acquise et remodelée par l’environnement, par la prise alimentaire et, de manière significative, par les interactions interpersonnelles, comme le souligne le professeur Nicola Segata : «Les interactions sociales façonnent notre microbiome ». Ce dynamisme est particulièrement évident dans les contextes sociaux fermés, comme l’observe une étude réalisée dans trois écoles maternelles de Trente. L’exposition prolongée et rapprochée des enfants ne s’est pas limitée à un échange bactérien, mais à une véritable reprogrammation du microbiome intestinal et cutané. Cette expérience renforce le concept selon lequel le microbiome est un élément biologique profondément écologique et sensible à la dynamique de groupe.

Cette forte variabilité du microbiome, déterminée par des facteurs génétiques et environnementaux et sociaux, représente le défi central de la médecine de précision. Cela explique pourquoi un même régime alimentaire ou un même médicament produit des effets hétérogènes entre les individus : le traitement des intrants est médié par un écosystème microbien unique. Par exemple, certaines bactéries spécifiques (Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii) semblent aider les patients atteints de cancer à mieux répondre à l’immunothérapie, ce qui suggère que l’état du microbiome intestinal peut servir d’indicateur prédictif pour prédire l’efficacité des traitements et des nouveaux traitements.

La capacité de traduire ces informations en stratégies diagnostiques et thérapeutiques hautement personnalisées a des implications substantielles, propulsant la compréhension du microbiome au centre de la médecine personnalisée du futur.