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Les milliards de bactéries qui habitent votre intestin peuvent vous aider à tout réguler, de votre capacité à digérer les aliments au fonctionnement de votre système immunitaire. Mais les scientifiques savent très peu de choses sur la façon dont ce système, appelé microbiome, évolue avec le temps ou même à quoi ressemble un système «normal».

Le microbiome pour savoir notre âge biologique

Des chercheurs qui étudient les bactéries intestinales de milliers de personnes dans le monde sont parvenus à une conclusion: le microbiome est une horloge biologique d’une précision surprenante, capable de prédire l’âge de la plupart des gens à quelques années près.
Pour découvrir l’évolution du microbiome au fil du temps, Alex Zhavoronkov, chercheur en longévité, et ses collègues d’InSilico Medicine, une startup du secteur de l’intelligence artificielle basée à Rockville, dans le Maryland, ont examiné plus de 3600 échantillons de bactéries intestinales chez 1165 personnes en bonne santé vivant dans le monde. Environ un tiers des échantillons provenaient de personnes âgées de 20 à 39 ans, un autre tiers de personnes âgées de 40 à 59 ans et le dernier tiers, de personnes âgées de 60 à 90 ans.
Les scientifiques ont ensuite utilisé l’apprentissage automatique pour analyser les données. Premièrement, ils ont formé leur programme informatique – un algorithme d’apprentissage en profondeur basé sur le fonctionnement des neurones dans le cerveau – sur 95 espèces différentes de bactéries provenant de 90% des échantillons, ainsi que sur l’âge des personnes dont ils étaient originaires.
Ensuite, ils ont demandé à l’algorithme de prédire l’âge des personnes ayant fourni les 10% restants. Leur programme leur permettait de prédire avec précision l’âge d’une personne à 4 années près.
Cette découverte a été reportée sur le serveur de préimpression bioRxiv. Sur les 95 espèces de bactéries, 39 ont été jugées les plus importantes pour prédire l’âge.

Le nombre de certains microbes changeait

Zhavoronkov et ses collègues ont constaté que certains microbes devenaient de plus en plus abondants en vieillissant, comme Eubacterium hallii, qui est considéré comme important pour le métabolisme intestinal. D’autres ont également diminué, comme Bacteroides vulgatus, qui a été associé à la colite ulcéreuse, un type d’inflammation du tube digestif.
Les changements dans l’alimentation, les habitudes de sommeil et l’activité physique contribuent probablement à ces changements d’espèces bactériennes, explique le coauteur Vadim Gladyshev, biologiste à l’Université de Harvard, qui étudie le vieillissement.
Selon Zhavoronkov, cette «horloge du vieillissement du microbiome» pourrait être utilisée comme base pour tester la rapidité ou la lenteur du vieillissement intestinal d’une personne et si des facteurs comme l’alcool, les antibiotiques, les probiotiques ou l’alimentation ont un effet sur la longévité. Il pourrait également être utilisé pour comparer des personnes en bonne santé avec des personnes atteintes de certaines maladies, telles que la maladie d’Alzheimer, afin de déterminer si leur microbiome est anormal.
Si cette idée est validée, elle se joindra à d’autres biomarqueurs utilisés par les scientifiques pour prédire l’âge biologique, y compris la longueur des télomères (les extrémités des chromosomes impliqués dans le vieillissement) et les modifications de l’expression de l’ADN au cours de la vie. Combiner cette nouvelle horloge du vieillissement avec les autres, pourrait donner une image beaucoup plus précise du véritable âge biologique et de la santé d’une personne.
Cela pourrait également aider les chercheurs à vérifier si certaines interventions, y compris les médicaments et autres traitements, ont un effet sur le processus de vieillissement. « Il n’est pas nécessaire d’attendre que les gens meurent pour mener des expériences de longévité », explique Zhavoronkov.

D’un intérêt considérable

Selon Robin Knight, informaticien et chercheur en microbiome, directeur du Center for Microbiome Innovation de l’Université de Californie, l’idée de pouvoir prédire l’âge d’une personne en fonction de son microbiome intestinal est «très plausible» et d’un «intérêt considérable» pour les scientifiques qui étudient le vieillissement. Son groupe analyse 15 000 échantillons de l’American Gut Project, une étude mondiale sur le microbiome qu’il a fondée, afin de développer des prédicteurs d’âge similaires.
Mais l’un des défis de la mise au point d’une telle horloge, ajoute-t-il, est qu’il existe de très grandes différences dans la présence de bactéries dans les intestins des populations du monde entier. «Il est extrêmement important de reproduire ce type d’études sur des populations très différentes» pour déterminer s’il existe des signes distincts de vieillissement chez différents groupes de personnes, a déclaré Knight.
Il ne sait pas non plus si les changements dans le microbiome entraînent un vieillissement plus rapide de la population ou si ces changements sont simplement un effet secondaire du vieillissement. InSilico Medicine construit plusieurs horloges du vieillissement basées sur l’apprentissage automatique qui pourraient être combinées avec celle du microbiome. « L’âge est un paramètre si important dans toutes sortes de maladies », explique Zhavoronkov. « À chaque seconde, nous changeons. »
Source : Science