Selon une étude du Stowers Institute for Medical Research (Missouri), e microbiome a un réel impact sur la régénération cellulaire et la réparation tissulaire, en particulier en cas de plaie infectée. Cette étude, sur l’animal, établit un lien définitif entre la composition du microbiome, la réponse immunitaire de l'hôte, et la capacité de l'organisme à cicatriser. Ses conclusions présentées dans la revue eLife ouvrent ainsi une voie de recherche « pour se débarrasser » des cellules infectées et éviter leur propagation aux tissus sains, en cas de plaie infectée.
Le microbiome humain passe par des changements d’équilibre et de rapport de force entre les différentes communautés microbiennes qui le composent. Ces déséquilibres sont documentés maintenant comme associés à l’inflammation chronique, au retard de cicatrisation et aux plaies chroniques, comme à la formation de cicatrices. Les scientifiques américains explorent ici l'interaction entre le microbiome, l’immunité de l'hôte et la régénération et réparation des tissus chez l’animal. Un animal un peu particulier, puisqu’il s’agit du planaria, un genre de ver d’eau douce.
Les scientifiques font la démonstration chez cet animal d’un développement spectaculaire de pathogènes du genre Protéobacteries (une famille qui comprend Escherichia, Salmonella, Vibrio et Helicobacter…), un genre caractéristique de maladie, chez l’Homme. Cette invasion ou infection bactérienne semble entraver ses capacités de régénération. Les lésions progressent : les animaux infectés développent des lésions autour des yeux, et ces lésions s’élargissent jusqu’à recouvrir toute la tête. Normalement, les vers devraient pouvoir régénérer une nouvelle tête, mais l'infection bloque toute capacité de régénération.
Ces observations suggèrent qu'un changement radical dans la communauté microbienne prive l’animal de ses capacités de régénération et de cicatrisation.
Un modèle animal prometteur pour étudier ces interactions hôte-microbiome :
Le modèle est en effet précieux pour comprendre puis concevoir des thérapies qui peuvent améliorer la cicatrisation humaine, notamment en cas d’infection. « C’est le premier modèle animal permettant de relier des changements pathologiques dans les bactéries endogènes ou microbiome à l'inhibition de la régénération », explique l’auteur principal, Alejandro Sánchez Alvarado, chercheur à l'Institut Stowers et à l'Institut Howard Hughes. « Nous pouvons aujourd’hui étudier comment la nature changeante du microbiome impacte le système immunitaire système puis l'exécution des processus de régénération et de réparation tissulaire ».
Du ver à l’homme :
Les chercheurs s’attaquent à l’identification des types de bactéries du microbiome de l’animal, ils effectuent un recensement bactérien et constatent que le microbiome des vers était étonnamment similaire à celui des humains. Lorsque les vers sont en bonne santé, leur microbiome comprend une importante population de Bacteroïdes - un groupe de bactéries symbiotiques utiles et une population plus restreinte de Protéobactéries, un groupe qui contient un certain nombre d'agents pathogènes humains dangereux. Mais quand les vers développent des lésions, la communauté des Protéobactéries augmente considérablement.
Impact du microbiome ou du système immunitaire ?
Lorsque les chercheurs se demandent si l’atteinte à la capacité du ver à se régénérer est liée aux bactéries elles-mêmes ou à la réponse immunitaire, ils découvrent une voie biologique spécifique qui active ou inhibe le processus de régénération, et permet la réparation des dommages liés à l'infection. Ce gène, appelé TAK1 kinase, et sa voie sont donc des cibles prometteuses pour accélérer la régénération, mais seulement en cas d’infection.
Une voie de cicatrisation en cas d’infection :
Les chercheurs suggèrent que cette voie pourrait permettre de « se débarrasser » des cellules infectées et de les éliminer pour empêcher l'infection de se propager aux tissus sains. Il pourrait donc être possible de développer de petites molécules qui suppriment cette voie immunitaire pour favoriser la réparation tissulaire et la régénération cicatrisation, chez les humains.
Alors que notre système de santé a du mal à faire face au fardeau des plaies chroniques, et, parallèlement à la résistance bactérienne aux antibiotiques, en identifiant les gènes et voies impliquées dans la réponse immunitaire, il serait possible de développer des thérapies plus efficaces
Source : eLife, Oct 2016 DOI: 10.7554/eLife.16793 Pathogenic shifts in endogenous microbiota impede tissue regeneration via distinct activation of TAK1/MKK/p38.
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