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Le rôle du microbiome intestinal dans la maladie et la santé a été bien établi. Cependant, on ne sait pas très bien comment les bactéries qui résident dans nos intestins nous protègent des infections virales.

Le microbiome intestinal et les virus

Maintenant, pour la première fois, des chercheurs de la faculté de médecine de Harvard ont décrit comment cela se produit chez la souris, et ont identifié la population spécifique de microbes intestinaux qui module la réponse immunitaire, à la fois localisée et systémique, pour repousser les envahisseurs viraux.
Ces travaux, mettent en évidence un groupe de microbes intestinaux et une espèce spécifique au sein de ce groupe, qui oblige les cellules immunitaires à libérer des substances chimiques répulsives aux virus, connues sous le nom d’interférons de type 1.
Les chercheurs ont également identifié la molécule précise – partagée par de nombreuses bactéries intestinales au sein de ce groupe – qui déclenche la cascade immunitaire protectrice. Cette molécule, ont noté les chercheurs, n’est pas difficile à isoler et pourrait devenir la base de médicaments qui renforcent l’immunité antivirale chez l’homme.
« Compte tenu du rôle essentiel que jouent les interférons dans la maladie et la santé, notre identification d’une molécule bactérienne qui peut induire une signalisation protectrice de l’interféron, indique une nouvelle approche prometteuse pour développer un composé thérapeutique qui pourrait renforcer l’immunité antivirale afin de réduire le risque d’infections virales », a déclaré l’auteur principal de cette étude, Dennis Kasper, professeur d’immunologie.

Bacteroides fragilis déclenche une cascade de signalisation

Dans une série d’expériences menées sur des cellules et des animaux, les chercheurs ont découvert que l’un de ces microbes, Bacteroides fragilis, présent dans la majorité des intestins humains, déclenche une cascade de signalisation, qui incite les cellules immunitaires du côlon à libérer une protéine appelée interféron bêta, un important produit chimique immunitaire qui confère une protection antivirale de deux façons : il incite les cellules infectées par le virus à s’autodétruire et stimule également d’autres classes de cellules immunitaires à attaquer le virus.
Plus précisément, les expériences ont démontré qu’une molécule qui réside à la surface de cette bactérie déclenche la libération de l’interféron bêta en activant la voie de signalisation TLR4-TRIF. Cette molécule bactérienne stimule une voie de signalisation immunitaire initiée par l’un des neuf récepteurs TLR (Toll-like Receptors) qui font partie du système immunitaire inné.
Cette voie est activée lorsque les protéines à la surface des cellules immunitaires reconnaissent certains motifs moléculaires révélateurs à la surface de divers organismes infectieux, et mobilisent les défenses immunitaires contre ces envahisseurs par l’une des neuf voies des récepteurs de type « toll-like ». Les expériences menées par l’équipe de Kasper ont montré que B. fragilis débloque l’une de ces voies de signalisation lorsque sa molécule de surface communique avec les cellules immunitaires du côlon par l’intermédiaire de leurs récepteurs TLR-4 TRIF, pour sécréter de l’interféron bêta répulsif pour les virus.
Comme la molécule de surface spécifique qui débloque cette cascade n’est pas unique à B. fragilis et est également présente sur de multiples autres bactéries intestinales de la même famille, les chercheurs ont testé si une signalisation immunitaire similaire pouvait être déclenchée par d’autres espèces bactériennes portant cette molécule.

Une signalisation immunoprotectrice

Un sous-ensemble d’expériences menées sur un groupe de souris a démontré que les membranes abritant cette molécule, présentes chez de nombreuses autres espèces de la famille des bactéries Bacteroides, pouvaient déclencher avec succès une signalisation similaire – une découverte qui suggère une signalisation immunoprotectrice plus large, à un large éventail de bactéries intestinales.
Ensuite, les chercheurs ont exposé les animaux traités et non traités au virus de la stomatite vésiculeuse (VSV), un organisme qui infecte presque tous les mammifères mais qui entraîne des infections asymptomatiques chez l’homme. Par rapport aux souris qui n’ont pas reçu d’antibiotiques et dont le microbiote intestinal est intact, ces animaux traités aux antibiotiques dont le microbiote intestinal est épuisé, sont plus susceptibles de développer des infections, après avoir été exposés au virus et d’avoir une maladie plus grave lorsqu’ils sont infectés.
Ces résultats ont démontré le rôle des microbes intestinaux dans l’induction d’une signalisation protectrice de l’interféron bêta et dans l’augmentation de la résistance naturelle à l’infection virale. Il est intéressant de noter qu’il n’y avait pas de différence entre les souris qui n’avaient pas de récepteurs pour l’interféron bêta, que leur microbiote intestinal soit épuisé ou non.
Enfin, pour déterminer si la molécule de surface de B. fragilis qui déclenche la signalisation de l’interféron dans les cellules, pourrait également moduler la réponse des animaux à une infection virale, les chercheurs ont donné aux animaux dont le microbiote est épuisé une forme purifiée de cette molécule dans leur eau de boisson.
Quelques jours plus tard, les animaux ont été exposés au VSV, ceux qui ont été prétraités avec cette molécule, ont eu des infections nettement moins graves et un taux de survie identique aux souris ayant un microbiote intestinal intact et des défenses immunitaires intactes.

Rétablir les effets protecteurs du microbiote 

Ces résultats ont démontré qu’une supplémentation avec cette molécule microbienne est suffisante pour rétablir les effets protecteurs du microbiote entier, chez les animaux dont le microbiote intestinal est épuisé.
L’équipe prévient que leurs résultats doivent encore être confirmés par d’autres études sur les animaux, puis reproduits chez l’homme, mais ils indiquent une nouvelle stratégie qui pourrait aider à renforcer l’immunité antivirale chez l’homme.
Cette recherche a été publiée dans Cell.
Source : Harvard Medical School
Crédit photo : StockPhotoSecrets