Dites bonjour à quelques résidents de votre corps : Mycobactérie chelonae bactéries. Ils constituent la flore normale des intestins et des voies respiratoires des humains et des autres animaux. Ils provoquent rarement des infections intestinales ou pulmonaires, mais ils peuvent provoquer des infections locales. © Centers for Disease Control and Prevention/Science Photo Library/Corbis Des infections à staphylocoques à la pneumonie, angine streptococcique aux infections des voies urinaires, nous ne pouvons pas nous empêcher de penser que les bactéries qui nous entourent sont des envahisseurs extraterrestres, conçu pour blesser, mutiler ou nous tuer. Et si la guerre des germes a été officiellement déclarée, nous ne devons rien faire de moins que détruire nos feuilles bactériennes, créer un monde de paix stérile grâce à Purell.
Juste un problème. Nous sommes les microbes que nous combattons.
Notre microbiote -- la collection de microbes et leur matériel génétique qui vivent dans et sur le corps -- regorge de bactéries, virus et même des champignons que nos cellules humaines ne représentent que 10 pour cent des cellules de notre corps [source :Yang]. Si tu as le souffle coupé en apprenant ça Escherichia coli les souches vivent sur votre comptoir de cuisine, vous allez être vraiment bouleversé quand vous réaliserez qu'ils vivent aussi heureux dans votre intestin. Si vous vous sentez dégoûté par les cultures vivantes de Lactobacilles dans ton yaourt, vous serez probablement mécontent de savoir qu'il y a une population florissante qui colonise votre vagin (ou celui d'une personne qui vous est proche et chère).
Mais même avec l'énorme densité et l'importance de notre microbiome, on en sait vraiment peu. Bien que nous soyons conscients que quelque chose comme une abondance de bactéries Clostridium difficile dans l'intestin peut causer des problèmes de santé mortels, nous ne savons pas à quoi ressemble un intestin sain. Par conséquent, les scientifiques essaient non seulement de déterminer comment nos amis microbiens peuvent nous aider ou nous nuire, mais aussi pour établir une base de référence pour un microbiome normal. Tout comme le projet du génome humain qui a cartographié l'intégralité des gènes humains, le Human Microbiome Project cherche à identifier l'ensemble de notre paysage microbien.
Et ces microbes ne sont pas que des accros. Nous hébergeons plus de bactéries que notre propre chair, du sang, muscle - vous l'appelez. Bien sûr, les cellules microbiennes sont en fait un dixième à un centième de la taille d'une cellule humaine, donc ce n'est pas comme si nous transportions beaucoup de poids supplémentaire... n'est-ce pas [source :Kolata] ? Nan, nous balayons tous environ 2 à 5 livres (0,9 à 2,3 kilogrammes) de bactéries même sur le corps le plus maigre (ou le plus propre ?). (Le régime antibactérien d'Hollywood est sûrement en route.)
Alors rassemble tes bactéries, tes champignons, vos archées et protozoaires au coin du feu pour en savoir plus sur le fonctionnement du Human Microbiome Project.
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La plupart des gens ne font pas très attention aux virus jusqu'à ce qu'ils soient malades, mais de nombreux virus différents font partie intégrante de votre communauté microbienne personnelle. Sebastian Kaulitzki/iStock/Thinkstock Avant de nous lancer dans le Human Microbiome Project, Passons en revue ce que ces scientifiques étudient. Microbe est un de ces mots qu'on entend et qu'on saute allègrement, pensant que c'est juste un fourre-tout pour quelque chose de petit et vaguement bactérien. Lequel, il s'avère, est un peu précis.
Alors que les bactéries constituent certainement une grande partie de notre microbiome, d'autres microbes moins connus composent notre groupe microbien, trop. Prendre archée , qui sont si semblables aux bactéries que, pendant longtemps, les scientifiques ont simplement supposé qu'il s'agissait de bactéries. Pas ainsi. Ils ont en fait des acides aminés et des sucres différents et une structure génétique différente. Une fois pensé pour résider uniquement dans des environnements extrêmes, des archées ont été trouvées dans la voie orale, muqueuses intestinales et vaginales de l'homme.
Ensuite, vous avez protozoaires , que l'on appelle parfois « germes » car certains types peuvent provoquer la dysenterie ou le paludisme, mais ils sont un peu plus gros que les bactéries. Et n'oublions pas le champignon parmi nous, qui peut couvrir la peau sans trop de conséquences - ou se déplacer dans le territoire de l'infection. Virus font aussi partie de notre microbiome, mais ne pensez pas qu'ils n'attendent que des mains sales pour vous attraper un rhume.
En réalité, nos microbes ne sont en grande partie pas des invités paresseux qui font du stop sur notre corps. Ils pourraient être mieux comparés au personnel bien géré d'un domaine fabuleux. Par exemple, l'une des fonctions les plus importantes des virus dans le microbiome est d'infecter les bactéries, changer le fonctionnement des bactéries ou leur quantité. Il est donc utile de considérer les virus comme travaillant avec (ou contre) la fonction bactérienne dans notre corps [source :Williams].
En cas de rhume et de rage contre les germes, rappelez-vous que sans microbes, vous ne pouvez ni manger ni respirer. Sans être sur le corps, les bactéries photosynthétiques dans l'eau produisent la moitié de notre oxygène [source :Université de l'Utah]. Les microbes emballent notre système pour faciliter la digestion et synthétiser les vitamines, et vous pourriez être ravi de signaler lors de votre prochain dîner que la moitié de vos selles ne sont pas des restes de nourriture mais de la biomasse microbienne qui se reconstitue rapidement dans votre intestin [source :Kolata]. Les bons repoussent les microbes infectieux ou pathogènes et renforcent notre système immunitaire, et - comme nous l'apprenons grâce au Human Microbiome Project - faites bien plus.
Alors maintenant que nous savons ce que nous étudions, passons au Projet Microbiome Humain lui-même. Financé par les National Institutes of Health des États-Unis, la première phase était prévue pour un calendrier de cinq ans et comprenait l'obtention d'échantillons du microbiome humain et le développement d'un ensemble de référence de séquences du génome microbien (l'objectif était de 3, 000 séquences). La deuxième phase (2013-2015) consiste à développer une sorte de catalogue d'ensembles de données sur le microbiome pour aider la communauté scientifique à rechercher et à étudier les maladies et la santé. Ils ont aussi le plus large, tâche difficile d'enquêter sur le lien entre la communauté microbienne d'une personne et diverses maladies et affections.
Pourquoi cela n'a-t-il pas été fait plus tôt ? La technologie n'existait pas. Il n'y avait pas vraiment de moyen pour les scientifiques d'étudier les résidents du microbiome, car ils ne pouvaient pas être cultivés ou isolés en laboratoire. Mais avec les progrès du séquençage de l'ADN et de la technologie, les scientifiques étaient désormais capables d'isoler le matériel génétique des communautés microbiennes sans avoir besoin de les cultiver [source :NIH]. Le projet a donc commencé en 2007 avec un budget de 170 millions de dollars et une tâche assez simple :prélever des échantillons sur un nombre suffisamment important de personnes en bonne santé pour déterminer une base ou un cadre de ce qu'implique un microbiome humain.
La première phase a commencé par le recrutement de volontaires considérés comme « en bonne santé ». Ce n'était pas facile :600 sujets entre 18 et 40 ans ont été amenés, mais après des examens rigoureux (pour des choses comme les caries et les infections à levures ainsi que la santé globale), plus de la moitié ont été rejetés. Deux cent quarante-deux sujets de Houston, Texas, et Saint-Louis, Mo., remplissait enfin les critères, et ont eu la chance d'être tamponnés à plusieurs endroits à plusieurs reprises, et ensuite faire séquencer leur biome par plus de 200 scientifiques dans 80 institutions différentes [source :Kolata].
Chaque homme a été échantillonné dans 15 endroits, et chaque femme sur 18 (pour tenir compte de l'environnement microbien du vagin), chacun jusqu'à trois fois sur deux ans. Les échantillons comprenaient des zones de l'intestin (prélevées dans les selles), le nez, et de multiples endroits dans la bouche et sur la peau.
Au cours de l'étude, plus de 11, 000 échantillons ont été obtenus, et les scientifiques ont pu séquencer une partie du matériel d'ARN pour identifier les microbes, ainsi que de déterminer la taille de la population [source :Baylor College of Medicine]. Jusqu'ici, 800 des échantillons ont subi une séquence complète du génome [source :Baylor College of Medicine]. Le projet a généré 3,5 billions d'octets de données, ce qui est mille fois plus que le Human Genome Project [source :Baylor College of Medicine].
Le financement du fonds commun des National Institutes of Health a été utilisé jusqu'en 2013, mais le projet a ensuite commencé à se financer par le biais de 16 instituts NIH participants [source :Mole]. Les scientifiques continuent d'établir des protocoles d'échantillonnage plus stricts, et tenter de trouver une base de soutien technique et de ressources.
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Avec les billions et billions d'octets de données générés par le Human Microbiome Project, vous pouvez parier que les résultats ne sont pas difficiles à trouver. L'une des premières découvertes - et les plus choquantes - était celle basée sur le contenu génétique des échantillons, il pourrait y avoir près de 8 millions de gènes microbiens uniques dans le corps des adultes étudiés. C'est des centaines de fois plus que ce que le génome humain contribue au corps [source :Yang]. Ils ont également découvert que même ces personnes en bonne santé avaient des microbes qui pouvaient causer des problèmes dans un système immunitaire affaibli, mais semblait heureux de traîner sans danger dans la plupart des cas. Cela signifie que les bactéries comme le staphylocoque et E. coli sont présents chez les gens normaux, mais ne présentent pas nécessairement une infection.
Encore plus cool :aucun microbe n'était présent dans chaque personne, ce qui semble également impliquer qu'il n'y a pas de microbiome "normal". Ils ont également constaté que les microbes étaient les plus similaires sur le même site de sujets différents. (C'est-à-dire qu'entre deux personnes, les communautés microbiennes sur la peau, par exemple, étaient plus semblables que les communautés microbiennes dans différents sites sur une même personne.) Mais différentes bactéries peuvent remplir la même fonction chez différents individus :alors que deux personnes peuvent digérer aussi bien les glucides, il pourrait s'agir de deux espèces différentes de bactéries qui font le travail chez chaque personne [source :Baylor College of Medicine].
L'étude du microbiome humain (et l'utilisation des données du projet) a déjà conduit à des résultats fascinants. Une étude de 2012 a révélé que le microbiome vaginal change de manière significative avec la grossesse. Lactobacillus johnsonii est une espèce de bactérie normalement présente dans l'intestin pour aider à digérer le lait, mais il fleurit dans le vagin quand une femme attend. Les scientifiques émettent l'hypothèse qu'un bébé passant par le canal vaginal – et rencontrant des microbes pour la toute première fois – pourrait utiliser ces microbes pour aider à digérer le lait maternel dès le départ [source :Zimmer]. Certains ont également émis l'hypothèse qu'un accouchement vaginal, qui expose bébé immédiatement aux intestins, microbes vaginaux et cutanés, pourrait s'avérer plus idéal pour le système immunitaire d'un bébé qu'un accouchement par césarienne stérile. Une étude à Porto Rico étudie si le fait de tamponner les bébés de césarienne avec des sécrétions vaginales peu après la naissance pourrait contribuer à une colonie bactérienne résistante [source :Gitig].
Et n'oublions pas que l'étude des bactéries conduira, espérons-le, à une meilleure compréhension des antibiotiques et de la résistance bactérienne. Il n'est plus viable de supposer que les « bonnes » bactéries se repeupleront automatiquement après le « slash and burn » qui se produit lorsqu'un antibiotique est introduit. Les scientifiques réfléchissent aux environnements microbiens qui doivent être soigneusement taillés et entretenus. Au lieu de donner des antibiotiques pour tuer le staphylocoque, une alternative pourrait être d'appliquer une crème dont les bonnes bactéries peuvent se nourrir pour aider à renverser les intrus de staphylocoques [source :Zimmer].
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Plus de résultats microbiensIl y a eu pas mal de découvertes microbiennes au cours des dernières années, grâce en partie au Human Microbiome Project. L'une était l'introduction de greffes fécales pour traiter C. difficile -patients infectés ; les scientifiques espèrent maintenant qu'un type spécifique de bactérie pourra être administré à la place [source :Gitig]. Les scientifiques ont également découvert qu'une certaine souche bactérienne est élevée chez les patients atteints de parodontite, ce qui nous permet d'avoir une meilleure compréhension de la santé bucco-dentaire [source :NIH]. Les chercheurs étudient également pourquoi, lorsque les bactéries intestinales de souris obèses sont transférées à leurs homologues plus maigres, les souris plus minces prennent du poids. Des études montrent maintenant que le microbiome des souris dodues pourrait changer la façon dont le corps utilise le sucre pour le stockage de l'énergie et des graisses [source :Zimmer].
Difficile de ne pas être fasciné par le fait que nos corps ne nous appartiennent pas vraiment, mais nécessitent un système élaboré de créatures vivantes pour nous aider à passer la journée. Se rappeler que les microbes peuvent vivre heureux sans nous mais que nous serions morts sans les microbes pourrait nous permettre de nourrir et de protéger le système qui nous nourrit et nous protège.
