Les chercheurs ont des microbes intestinaux génétiquement modifiés pour absorber des composés qui contribuent aux calculs rénaux – et pour prospérer dans le microbiome intestinal compétitif
Le microbiome intestinal humain a une grande influence sur la santé
Les bactéries intestinales génétiquement modifiées peuvent décomposer les composés qui contribuent aux calculs rénaux. L'adaptation des bactéries pour modifier le microbiome intestinal de cette manière pourrait aller au-delà du traitement des calculs rénaux et conduire à de nouveaux traitements pour une gamme de conditions, notamment une maladie inflammatoire de l'intestin et un cancer du côlon.
«Le microbiote intestinal a une grande influence sur notre santé et être capable de manipuler, c'est une avenue prometteuse», explique Weston Whitaker à l'Université de Stanford en Californie. Mais les tentatives précédentes pour le faire ont rencontré un problème. Les bactéries introduites dans l'intestin, qu'ils soient des probiotiques naturellement occasionnels ou des souches génétiquement modifiées, ont souvent du mal à coloniser le gros intestin, car ils doivent rivaliser avec les microbes existants.
Whitaker et ses collègues ont donc adopté une approche légèrement différente. Ils ont génétiquement modifié une bactérie déjà abondante dans les tripes de la plupart des gens, appelés Phoaeicola vulgatus. «Nous voulions quelque chose qui allait être compatible avec la colonisation de l'intestin», dit-il.
L'équipe a apporté trois changements génétiques. Le premier a permis à la bactérie de décomposer les composés des aliments appelés oxalates, qui contribuent aux calculs rénaux. Le second lui a permis de digérer un glucides trouvé dans les algues rouges appelées porphyrane. Cela a donné à la bactérie un avantage concurrentiel sur les microbes intestinaux existants, dont la plupart ne peuvent pas utiliser le porphyran. Le réglage final a rendu un gène essentiel à la survie de la bactérie en fonction du porphyran. Ensemble, ces changements ont permis aux chercheurs de contrôler la croissance du microbe – l'ajout de porphyran a encouragé la propagation de la bactérie, tandis que la restriction du porphyrane l'a tuée.
Les chercheurs ont nourri 12 rats un régime à haute oxalate pendant quatre jours, puis ont traité la moitié d'entre eux avec les bactéries génétiquement modifiées et l'autre moitié avec une souche qui ne pouvait pas décomposer les oxalates. Le porphyran a été ajouté à tous les régimes quotidiens des animaux. Après six jours, les rats traités avec les bactéries techniques avaient, en moyenne, 47% moins d'oxalate dans leur urine par rapport au groupe témoin.
L'équipe a ensuite testé les microbes d'ingénierie chez neuf personnes souffrant d'hyperoxalurie entérique, une condition dans laquelle le corps absorbe trop d'oxalate, provoquant des calculs rénaux récurrents. Tous les participants ont consommé 10 grammes de porphyran par jour pendant 28 jours. Comparé à trois personnes qui ont la condition mais qui n'ont pas subi de traitement, ceux qui avaient eu 27% d'oxalate en moins dans leur urine, en moyenne.
Cette réduction n'était pas statistiquement significative, probablement en raison de la petite taille de l'échantillon, explique Whitaker. Mais il y a encore des raisons de croire que la bactérie pourrait empêcher les calculs rénaux, car d'autres essais cliniques suggèrent qu'une réduction de 20% de l'oxalate est suffisante pour réduire les symptômes, dit-il.
Bien qu'aucun des participants n'ait connu d'effets secondaires graves, ceux traités avec le microbe intestinal génétiquement modifié étaient plus susceptibles d'avoir des douleurs abdominales, de la diarrhée et d'autres problèmes gastro-intestinaux légers.
Un problème plus important est l'analyse génétique des microbiomes intestinaux des participants humains révélés, huit semaines après l'arrêt du supplément, seulement quatre d'entre elles avaient encore des bactéries capables de digérer le porphyrane. Cela indique que les bactéries d'ingénierie avaient échangé du matériel génétique avec des microbes intestinaux existants. Cela ne devrait pas causer de problèmes de sécurité pour les participants, mais c'est un problème qui devra être calculé dans les études futures, explique Whitaker.
«Je pense que cette (approche) est une vraie percée», explique Christoph Thaiss, également à l'Université de Stanford, qui n'était pas impliquée dans la recherche. Il dit que le travail montre qu'il est possible de concevoir des microbes intestinaux avec des effets thérapeutiques et de les amener à coloniser de manière fiable l'intestin – une stratégie qui pourrait traiter une gamme de conditions.
«Nous savons que notre microbiote intestinal est associé à de nombreuses maladies différentes – diabète, maladies cardiaques, cancer», explique Whitaker. « Mais nous ne savons pas exactement ce que c'est que le microbiote qui cause ou prévenir les maladies. » Démêler ces relations sera nécessaire pour que les chercheurs profitent pleinement de cette approche, dit-il.
