Greffes de microbes fécaux : gènes de B. vulgatus en corrélation avec une colonisation précoce

Récurrent C. difficile les infections surviennent après des traitements antibiotiques suppressifs qui détruisent presque toute la flore intestinale normale. Les patients souffrent de diarrhée aqueuse, de crampes abdominales douloureuses, d’une sensation de nausée, de fièvre et d’une perte de poids.

En 2021, des chercheurs de l’Icahn School of Medicine du Mount Sinai, New York, ont quantifié avec précision 150 souches bactériennes appartenant à 42 espèces bactériennes qui présentaient des greffes fréquentes après des greffes microbiennes fécales. Surtout, ils ont également testé la prise de greffe peu de temps après la transplantation – 36 heures à quatre semaines – ainsi que plus tard après la transplantation, huit semaines à cinq ans.

Aujourd’hui, des experts en microbiome de l’Université d’Alabama à Birmingham ont mené cette étude de 2021, ainsi qu’une étude similaire portant sur des enfants atteints de C. difficile infections, un pas de plus. Les chercheurs de l’UAB, Hyunmin Koo, Ph.D., et Casey D. Morrow, Ph.D., se sont concentrés sur le microbe commensal Bacteroides vulgatus, l’une des espèces les plus courantes trouvées dans des intestins sains. En utilisant les séquences d’ADN des deux études et une puissante analyse bioinformatique, Koo et Morrow ont recherché des gènes sur un total de 4 911 gènes codant pour des protéines dans le B. vulgatus souches, qui étaient uniques aux trois B. vulgatus donneurs dans les deux études qui ont montré une colonisation précoce, contrairement à sept autres B. vulgatus souches dans les études qui n’ont pas montré de colonisation précoce.

“L’analyse des gènes communs entre les trois donneurs a révélé que seuls 19 étaient communs sur 4 911 gènes codant pour des protéines connues et hypothétiques”, écrivent Morrow et Koo dans l’article. Rapports scientifiques étude. “Le résultat de notre analyse soutient la sélection des donneurs B. vulgatus pour que ce consortium de gènes améliore la colonisation après une greffe de microbe fécal.

Morrow et Koo ont identifié deux des 19 gènes.

L’une est une chitobiase putative qui, selon les chercheurs de l’UAB, était située à côté des gènes codant pour SusD, SusC, le facteur anti-sigma putatif et le facteur sigma de type ECF de l’ARN polymérase. D’autres ont déjà identifié ces gènes comme composants d’un complexe de facteurs de colonisation commensaux chez Bacteroides fragilis et B. vulgatus. Ce complexe favorise une interaction spécifique avec l’hôte qui facilite une colonisation stable et résiliente chez la souris.

“Nos résultats confirment donc que le complexe de facteurs de colonisation commensaux pourrait également fonctionner chez l’homme pour améliorer la colonisation de B. vulgatus,“Morrow a dit.

L’autre gène identifié code pour une protéine unique de la famille des fimbrillines. Les fimbrillines sont des polymères protéiques, précédemment identifiés chez Bacteroides, qui peuvent former des structures ressemblant à des cheveux qui dépassent de la surface des microbes et servent de points d’ancrage pour l’adhésion microbienne aux cellules hôtes.

“Sur la base de leurs fonctions connues, l’identification de la chitobiase – et par la suite d’un complexe complet de facteurs de colonisation commensaux – et des protéines fimbrilline soutient l’implication de ces protéines dans B. vulgatus colonisation”, a déclaré Morrow.

Les 17 autres gènes sont des protéines hypothétiques sans fonction encore identifiée. Il est intéressant de noter que les gènes cartographiés à proximité des protéines hypothétiques impliquaient des activités de mobilisation et de transposition de l’ADN, c’est-à-dire la capacité de déplacer des gènes dans, autour ou hors du génome bactérien.

Morrow et Koo reconnaissent une faiblesse dans leur étude.

Lorsqu’ils ont analysé les 42 paires d’échantillons de microbes fécaux provenant de l’ensemble de données du Human Microbiome Project, ils ont constaté qu’aucun ne possédait l’ensemble complet des 19 gènes trouvés dans les trois premières greffes. B. vulgatus souches. Vingt-six des échantillons contenaient à la fois les gènes putatifs de la chitobiase et de la fimbrilline, et 11 autres ne contenaient que le gène de la fimbrilline. Il y avait une présence variée des 17 autres gènes hypothétiques dans les 42 échantillons.

“Étant donné qu’aucune des paires du Human Microbiome Project ne possédait les 19 gènes complets, nous ne savons pas si l’une des paires aurait un phénotype de colonisation précoce lors de transplantations de microbes fécaux”, a déclaré Morrow. “Sur la base de notre analyse, nous supposerions que le complexe du facteur de colonisation commensal et les gènes de la fimbrilline suffiraient ; mais pour résoudre ce problème, des greffes de microbes fécaux supplémentaires pour les cas récurrents C. difficile chez l’homme, en utilisant des temps d’analyse précoces après la transplantation, il faudrait effectuer.”

Les chercheurs de l’UAB affirment qu’une autre application de leur étude pourrait être le dépistage après une chimiothérapie ou des greffes, connues pour impliquer des médicaments susceptibles de perturber la flore microbienne intestinale normale. “La capacité de restaurer rapidement B. vulgatus communauté chez ces patients serait important pour réduire le risque d’infection par des agents pathogènes ou des microbes pathogènes résistants aux antibiotiques qui pourraient avoir un impact sur la santé globale », a déclaré Morrow.

Soutien à la Rapports scientifiques étude “Identification du donneur Bacteroides vulgatus gènes codant pour des protéines en corrélation avec une colonisation précoce après une transplantation fécale de patients atteints de récidive Clostridium difficile“, est venu de l’École de médecine Marnix E. Heersink de l’UAB. Morrow est professeur émérite au Département de biologie cellulaire, développementale et intégrative de l’UAB, et Koo est bioinformaticien au Département de génétique de l’UAB.