Une méthode pour mieux analyser les bactéries de notre intestin

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Les micro-organismes présents dans notre intestin pourraient avoir un lien avec certaines maladies telles qu’Alzheimer ou le diabète. Des chercheurs du consortium AD-gut ont mis au point une méthode combinant cartographie optique à partir d’ADN et statistiques, qui permet d’identifier et distinguer rapidement et avec précision les différentes espèces du microbiote.

Y a-t-il un lien entre les bactéries présentes dans notre tube digestif, et certaines maladies telles qu’Alzheimer ou le diabète - Certaines avancées scientifiques récentes suggèrent qu’il faut explorer cette piste.

Pour explorer la possibilité de poser des diagnostics en analysant la composition du microbiote de l’intestin, des équipes de chercheurs dirigées par Johan Hofkens (KU Leuven), Aleksandra Radenovic (EPFL / faculté des Sciences et Techniques de l’Ingénieur), Dimitri Van De Ville (EPFL / faculté des Sciences et Techniques de l’Ingénieur) et Theo Lasser (EPFL / faculté des Sciences et Techniques de l’Ingénieur) ont joint leurs forces et développé un procédé statistique robuste qui pourrait permettre d’utiliser la cartographie ADN pour faire des diagnostics basés sur le microbiote. La recherche est publiée dans  NAR Genomics and Bioinformatics .

Les chercheurs ont démontré l’efficacité de leur méthode en identifiant correctement, dans des modèles de souris atteints d’Alzheimer, de simples brins d’ADN venant d’un mélange de deux chromosomes différents de Vibro Harveyi (une bactérie connue de l’intestin). Un exercice complexe. «Dans les échantillons réels se trouvent des millions d’espèces de bactéries différentes, or la plupart du temps, seule une douzaine d’entre elles nous intéressent», explique Raffaele Vitale, co-auteur de l’étude. «Notre méthode permet d’accélérer l’analyse du microbiote».

Pour faire de la cartographie ADN, des molécules ADN sont étirées et spécialement labélisées avec un marqueur fluorescent, ce qui se traduit par une sorte de code-barre d’ADN. Pour identifier d’où vient le code-barre observé, il faut le comparer à une carte de référence, générée à partir des séquences génomiques connues de la bactérie. De cette comparaison est tiré un score, qui permet de valider la correspondance.

Jusqu’à présent, les méthodes les plus communes pour analyser le microbiote ont consisté à observer les gènes que tout organisme vivant a en commun, tels que l’ADN ribosomique. Or ces méthodes ont leurs limites. Elles peuvent donner lieu à de fausses interprétations, et ne permettent pas de reconnaître toutes les espèces, ni de faire la distinction entre des espèces trop proches les unes des autres. Une autre option consiste à tout séquencer dans l’échantillon, mais cela requiert un processus de calculs intense, avec à la clé des difficultés à distinguer des espèces très proches.

La nouvelle méthode développée au sein du consortium AD-gut permettra aux chercheurs d’identifier les espèces microbiennes de manière plus rapide et efficace.

Cette recherche fait partie du projet  AD-Gut , qui est mené par un consortium de chercheurs européens. Les équipes de AD-gut explorent une piste inattendue pour comprendre de la maladie d’Alzheimer: ils examinent le microbiote intestinal chez des modèles de souris atteintes d’Alzheimer, et le lien entre le microbiote et la maladie. L’EPFL coordonne the consortium, qui fait partie de l’initiative Horizon 2020.

References

A. Bouwens, J. Deen, R. Vitale, L. D’Huys, V. Goyvaerts, A. Descloux, D. Borrenberghs, K. Grussmayer, T. Lukes, R. Camacho, J. Su, C. Ruckebusch, T. Lasser, D. Van De Ville, J. Hofkens1, A. Radenovic and K. P.F. Janssen,  Identifying microbiome species by single-molecule superresolved DNA mapping and resampling statistics , NAR Genomics and Bioinformatics