• Biologie: des bactéries du microbiote intestinal de la drosophile maintiennent une croissance saine de leur hôte en l’absence de nutriments normalement essentiels à sa croissance!____¤202003

    Une étude, dont les résultats intitulés «Drosophila-associated bacteria differentially shape the nutritional requirements of their host during juvenile growth» sont publiés dans la revue PLOS BIOLOGY a permis, en utilisant la drosophile, deux de ses partenaires bactériens majeurs et des milieux nutritionnels chimiquement définis, de mettre en évidence comment des bactéries du microbiote intestinal maintiennent une croissance saine de leur partenaire animal malgré l’absence de nutriments normalement essentiels à sa croissance.

     

    Relevons tout d'abord que «la croissance juvénile, définie comme la prise de poids et de taille lors de la période pré-pubère, est fortement impactée par l’alimentation». Ainsi, «des carences nutritionnelles durant cette période peuvent provoquer de graves retards de développement chez l’animal et chez l’Homme».

     

    Dans un contexte où des études récentes «ont montré que les bactéries du microbiote intestinal jouent un rôle important dans ce lien entre nutrition et développement», un rôle «encore mal compris», l'étude ici présentée a employé «un modèle simple d’interactions entre un hôte animal, la drosophile, son microbiote et sa nutrition».

     

    Concrètement, «ce modèle permet le contrôle du microbiote par l’utilisation de larves de drosophiles gnotobiotiques (c.a.d. avec un microbiote connu et contrôlé)»: en l'occurrence, ce sont des larves axéniques, (c.a.d. dépourvues de microbiote) qui ont été «associées avec deux espèces bactériennes commensales de la mouche: Acetobacter pomorum (Ap) et Lactobacillus plantarum (Lp)».

     

    Ce modèle expérimental permet «un contrôle fin de la nutrition en élevant ces larves gnotobiotiques sur des milieux nutritifs chimiquement définis contenant 39 nutriments purifiés (vitamines, lipides, acides aminés, sels minéraux…)». Ce modèle expérimental a ainsi servi à tester «de manière systématique l’importance de chacun de ces 39 nutriments pour la croissance juvénile de la drosophile, en les retirant un par un du milieu et en observant la capacité des larves à se développer sur ce milieu carencé».

     

    Il est alors apparu que les larves axéniques ont été «incapables de se développer en l’absence de 22 de ces 39 nutriments». Autrement dit, ces 22 nutriments sont «essentiels à la croissance des larves». Cependant, il a été observé «que les larves associées aux bactéries commensales sont capables de se développer même en l’absence de ces nutriments essentiels»: en effet, «Lp permet de compenser 12 des 22 besoins nutritionnels et Ap permet d’en compenser 19».

     

    Cette étude a alors analysé «comment Ap et Lp compensaient les besoins nutritionnels de leur hôte» en cherchant, «par trois approches parallèles», si «Ap et Lp étaient capables de produire les nutriments en question»: en premier lieu, «une approche bioinformatique a permis de déterminer si Ap et Lp possédaient, codées dans leur génome, les capacités à synthétiser ces composés»; ensuite «une deuxième approche a consisté à tester l’auxotrophie de Ap et Lp à ces composés» («les bactéries sont-elles capables de pousser en leur absence?»); en dernier lieu, «une approche biochimique a permis de quantifier la présence de ces composés dans des cultures de Ap et Lp».

     

    Au bout du compte, ces trois approches ont montré «que dans certains cas (principalement pour les acides aminés), Ap et Lp peuvent fournir directement les nutriments manquants à leur hôte», tandis que «dans d’autres cas (principalement des vitamines), Ap et Lp fournissent des molécules chimiquement proches, que la larve peut ensuite utiliser en remplacement du nutriment manquant». De plus, «Ap et Lp peuvent compenser l’absence de zinc, un métal qui ne peut être produit par les bactéries» de sorte que «l’hypothèse que les bactéries absorbent des traces contaminantes de zinc présentes dans l’environnement, les concentrent et les délivrent à leur hôte» a été avancée.

     

    En conséquence, ce travail, qui montre «l’importance du microbiote intestinal comme 'couteau suisse' de la nutrition des animaux», établit «les bases d’études futures visant à disséquer précisément les interactions entre la drosophile, ses bactéries commensales et sa nutrition et son métabolisme».

     


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