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Posté par Adrien le Jeudi 12/10/2017 à 00:00
Un motif de la paroi de lactobacilles, élément clé pour tamponner les effets de la sous-nutrition sur la croissan
En cas de sous-nutrition chronique certains lactobacilles favorisent la croissance de leur hôte. Ces observations traduisent le rôle central de l'environnement bactérien dans la réponse physiologique à la sous-nutrition. L'équipe de François Leulier à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à...) fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en...) de Lyon, en collaboration avec l'équipe de Marie-Pierre Chapot-Chartier à l'institut Micalis, identifie un motif de la paroi bactérienne (La paroi bactérienne est un élément de la structure bactérienne présent chez toutes les bactéries (sauf les Mycoplasmes) : elle leur confère notamment leur forme.), l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) téichoïque d-alanylé, comme impliqué dans le dialogue (Le dialogue est une communication entre deux ou plusieurs personnes ou groupes de personnes. Il doit y avoir au minimum un émetteur et un récepteur. Une donnée...) moléculaire entre la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des...) et son hôte par la stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la...) de l'expression et de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) d'enzymes digestives. Ce phénomène, décrypté chez la mouche (Mouche est un nom vernaculaire ambigu en français. Le terme mouche (/muʃ/) provient du mot italien musca, qui désigne de nos jours...) drosophile, se traduit par une meilleure assimilation des nutriments et donc une croissance optimisée malgré un état de sous-nutrition. Cette étude a été publiée le 9 octobre 2017 publiée dans la revue Nature Microbiology.


Figure: A l'aide d'un crible génétique (illustration de gauche) chez la bactérie Lactobacillus plantarum (en haut à droite) associée à son hôte animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On...) la larve (La larve est le premier stade de développement de l'individu après l'éclosion de l'œuf ou la naissance chez un grand nombre d'espèces animales,...) de Drosophila melanogaster (en bas à droite), les équipes de François Leulier et Marie-Pierre Chapot-Chartier identifient un motif de la paroi bactérienne impliqué dans le dialogue moléculaire entre la bactérie et son hôte. © Vincent Moncorgé, Thierry Meylheuc, Renata Matos, Maura Strigini

Selon l'organisation (Une organisation est) mondiale de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.), la sous-nutrition touche encore plus de 150 millions d'enfants à travers le monde (Le mot monde peut désigner :) en 2017, causant de forts troubles de la croissance chez plus de 40 millions d'entre eux. Au delà des carences nutritionnelles, des études récentes démontrent que la sous-nutrition altère aussi la mise en place et la maturation des communautés bactériennes de l'intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est divisé en...) (ou microbiote). Elle favorise l'installation de bactéries pathogènes au détriment d'autres souches bactériennes normalement présentes et bénéfiques pour la santé en général et la physiologie intestinale en particulier.

A l'aide de modèles animaux, l'équipe de François Leulier à l'institut de génomique fonctionnelle de Lyon a identifié précédemment l'importance d'un microbiote (Le microbiote est une nouvelle dénomination de la microflore.) "sain" comme facteur tamponnant l'effet délétère d'une sous-nutrition chronique sur la croissance. En particulier le rôle central et conservé au cours de l'évolution de certaines bactéries commensales, des lactobacilles, dans cet effet tampon avait été identifié. L'équipe avait identifié que ces lactobacilles favorisent la croissance de leur hôte en stimulant (Un stimulant est une substance qui augmente l'activité du système nerveux sympathique facilitant ou améliorant certaines fonctions de l'organisme. Parmi les...) directement l'expression et l'activité d'enzymes digestives permettant ainsi d'augmenter la rentabilité de la digestion (La digestion est le processus au cours duquel un organisme vivant reçoit du milieu extérieur des aliments (eau, molécules organiques et minéraux), les modifie afin de les transformer en...), en particulier celle des protéines. Ceci se traduit par une meilleure assimilation des nutriments et donc globalement une meilleure efficacité nutritionnelle malgré la sous-nutrition.

Ces nouveaux travaux de l'équipe effectués en collaboration avec celle de Marie-Pierre Chapot-Chartier, font suite à ces premières découvertes et portent maintenant sur les éléments bactériens favorisant la croissance de leur hôte. A l'aide d'approches génétiques et biochimiques réalisées chez la bactérie Lactobacillus plantarum en association avec l'un de ses hôtes animal, l'organisme modèle drosophile, les équipes viennent de mettre en évidence une machinerie moléculaire bactérienne nécessaire au dialogue moléculaire entre la bactérie et leur hôte. Ce dialogue moléculaire est essentiel pour l'effet promoteur de croissance animale de ces lactobacilles. La machinerie identifiée est responsable de la modification par D-alanylation des acides téichoïques, un élément majeur de la paroi bactérienne des lactobacilles. Les souches bactériennes mutantes pour cette machinerie sont dépourvues d'acides téichoïques D-alanylés dans leur paroi, ne stimulent plus l'expression et l'activité des enzymes digestives de la drosophile et par conséquent ne soutiennent plus la croissance de leur hôte animal lorsque celui-ci est sujet à une sous-nutrition.

Ces travaux mettent à nouveau en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à...) l'effet bénéfique des lactobacilles sur la croissance juvénile en cas de sous-nutrition. En particulier, ils identifient un des mécanismes moléculaires par lequel la bactérie favorise la croissance de son hôte. Ils ouvrent ainsi la voie à de nouvelles études visant à identifier la machinerie de l'hôte impliquée dans la reconnaissance et la signalisation des acides téichoïques d-alanylés présents dans la paroi de ces souches de lactobacilles promotrices de croissance. Les travaux récents du laboratoire ont établi que ces mêmes bactéries influencent aussi la croissance post-natale chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de...). Ces nouveaux résultats ouvrent ainsi la voie à l'étude de ces composés bactériens et de leur reconnaissance par les cellules intestinales dans la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de la croissance chez les mammifères. Ces études pourraient mener à la mise au point (Graphie) de stratégies thérapeutiques innovantes couplant re-nutrition et utilisation de souches ou composés microbiens afin d'influencer la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) de croissance d'enfants sujets à des épisodes de sous-nutrition.

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Source: CNRS-INSB