Mieux connaître les bactéries qui nous habitent
ALAIN PEREZ
Publié le : 21 janvier 2008
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Les Américains ont lancé un programme de recherche destiné à caractériser le monde bactérien ou microbiome qui vit dans un corps humain.
Destination microbiome. Voilà une nouveauté qui risque de faire du bruit dans le monde du vivant. Ce terme désigne l'ensemble des génomes de toutes les bactéries, micro-organismes et autres levures qui vivent dans un être humain. Un nombre proprement astronomique, puisque un organisme héberge dix fois plus de ces microconvives que de cellules. Au total, on estime cette population de clandestins à environ un million de milliards d'individus représentant une masse d'environ 2 kilogrammes de matière. Ces locataires permanents sont plutôt bien traités. Ils bénéficient du gîte, du couvert et d'une température constante pendant toute leur vie. La très grande majorité d'entre eux renvoie honnêtement l'ascenseur en assurant des fonctions de base qui les rendent indispensables. Ils participent à la dégradation des protéines, se chargent de toutes sortes de fermentations, chassent les envahisseurs et assurent des tâches ménagères peu ragoûtantes. Ces bactéries commensales partagent notre vie depuis nos premiers jours sur terre. Elles étaient d'ailleurs là bien avant nous et nous survivront sans aucun doute. En matière d'adaptation à leur environnement, elles ont atteint une forme de perfection.
Le peuple bactérien prolifère dans cinq régions accueillantes et riches en matières premières : le système digestif, la bouche, la peau, le nez et le tractus urogénital féminin. Afin de mieux connaître cette flore interne et externe, les Américains ont lancé un programme de recherche original : le « Human microbiome project » (HMP) piloté par les National Institutes of Health (NIH) et financé par une enveloppe de 115 millions de dollars (79 millions d'euros) sur les cinq prochaines années. Un montant qui paraîtra modeste au regard de la tâche à accomplir. Mais les agences américaines jouent volontiers au poker scientifique. On commence par mettre de petites sommes sur le tapis « pour voir ». Quand on sent poindre le jackpot, on met le paquet et on remporte la mise. Cette tactique des petits pas a été employée avec succès dans le séquençage du génome humain. « HMP va nous donner l'opportunité de comprendre la nature des relations entre les microbes et les humains et d'évaluer la différence entre la bonne santé et la maladie », estime le docteur Alan Krensky, qui dirige l'évaluation des projets stratégiques aux NIH. La plupart du temps, ces déclarations optimistes sont démenties par la complexité du vivant. Mais la question vaut tout de même son pesant d'or. Pourquoi certaines bactéries entretiennent des relations amicales avec les humains, alors que d'autres ne rêvent que de le détruire ?
Ennemi vicieux
Un ouvrage qui vient de paraître montre bien les enjeux de ce combat qui oppose depuis toujours les hommes aux microbes (1). Les auteurs, Maxime Schwartz et François Rodhain, deux anciens de l'Institut Pasteur, nous rappellent que l'habileté de l'ennemi est parfois inversement proportionnelle à sa taille. Une première fois au temps de Pasteur, on a cru que la partie était gagnée. Une seconde fois, dans les années 1980, le monde médical a pensé que les maladies infectieuses étaient définitivement rayées de la carte sanitaire, grâce aux antibiotiques, aux vaccins et aux pratiques antiseptiques. Mais, comme l'indiquent les auteurs de l'ouvrage, cet optimisme a été pris en défaut par une stratégie imprévisible : « le machiavélisme d'un ennemi particulièrement vicieux ».
Les chercheurs disposent aujourd'hui d'une arme puissante pour reprendre le dessus : la génétique. Le projet américain prévoit de décrypter les génomes des microbes les plus courants de la flore intestinale. Il est prévu de donner une ampleur internationale à ce projet et une première réunion d'experts venus de plusieurs pays a eu lieu récemment.
Dans un premier temps, un millier de micro-organismes vont passer dans les séquenceurs des laboratoires. Cette première étape semble facile. En moyenne une bactérie commensale contient environ 4.000 gènes. Dans un deuxième temps, on fera la différence entre porteurs sains et malades. Les microbiomes des personnes atteintes d'une maladie spécifique seront caractérisés en détail. Ensuite, on tentera d'établir des relations de cause à effet entre les deux données.
Cette approche est particulièrement importante pour le tractus digestif. « les microbes jouent un rôle essentiel dans la santé du tube digestif, et de nombreuses maladies apparaissent quand il y a un déséquilibre dans la flore intestinale », justifie Griffin Rogers, directeur d'un institut spécialisé dans les maladies digestives (2). On sait par exemple que les souris obèses possèdent un microbiome différent de celles qui restent minces.
Analyse bioinformatique
Les techniques d'analyse biologique et informatique vont jouer un rôle essentiel dans le dispositif. Traditionnellement, la microbiologie se penche sur l'impact d'une seule espèce bactérienne sur un type de cellule humaine. En fait, il est pratiquement impossible de recréer in vitro toutes les interactions existantes dans un organisme vivant. Les chercheurs espèrent franchir ce cap grâce aux techniques de séquençage métagénomique, dont le coût a considérablement baissé.
Cette technique permet de décoder le génome de toute une population bactérienne en une seule opération. « L'objectif est de découvrir quel type de bactérie vit dans une zone du corps et de savoir comment elle évolue selon l'état de santé de la personne. Cela va sans doute nous conduire à l'identification de nouveaux gènes et de nouvelles interactions. Cela révélera peut-être une nouvelle approche de la biologie humaine », pense le généticien Francis Collins, qui codirige le programme HMP. Ce programme va ajouter des montagnes de données nouvelles à la connaissance de la santé humaine. Cela ne rebute pas Anthony Fauci, spécialiste réputé des maladies infectieuses outre-Atlantique. Selon lui, ces information vont « donner un coup de fouet au développement de techniques d'analyse très raffinées ».
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