Alors que Clostridioides difficile (C. difficile), une bactérie qui se développe dans le gros intestin est l’une des principales causes d’infections nosocomiales, cette équipe de scientifiques de la National University of Singapore (NUS) a conçu une « bonne bactérie » ou probiotique, capable de prévenir l'infection. Ce probiotique, présenté dans la revue Nature Communications, restaure le métabolisme des sels biliaires, présent dans le tractus gastro-intestinal, afin de contrer naturellement l'apparition et les effets de l'infection à C. difficile.
L’infection à C. difficile, une infection qui entraîne une diarrhée infectieuse, est difficile à traiter et peut être mortelle, est majoritairement observée chez des personnes qui ont pris des antibiotiques et qui viennent de terminer leur traitement. En effet, les antibiotiques entraînent un déséquilibre du microbiome intestinal ou dysbiose, qui perturbe d'autres processus du microbiome tels que le métabolisme des sels biliaires et élimine de « bonnes bactéries ». La dérégulation du métabolisme des sels biliaires réactive aussi les spores dormantes de Clostridioides difficile, ce qui induit un syndrome du côlon irritable avec pour symptômes une diarrhée et une colite sévères.
Un probiotique intelligent qui lutte contre la dysbiose
L’équipe de Singapour, dirigée par le professeur Matthew Chang, biologiste à la NUS Medicine a conçu un probiotique capable de détecter l'apparition d'un déséquilibre du microbiome induit par les antibiotiques et qui exprime une enzyme permettant de réguler alors le métabolisme des sels biliaires.
Ce probiotique contient un circuit génétique qui comprend un capteur, un amplificateur et un interrupteur codés génétiquement.
Au départ, une souche probiotique d'E. coli comme hôte en raison de son profil d'innocuité éprouvé chez l'Homme et de sa nature gram-négative qui la rend compatible avec la thérapie actuelle du syndrome du côlon irritable, qui utilise des antibiotiques ciblant les bactéries gram-positives :
- le capteur de ce probiotique détecte la présence d'acide sialique, un métabolite intestinal qui indique un déséquilibre du microbiome ;
- un interrupteur déclenche la production d’une enzyme qui régule le métabolisme des sels biliaires et réduit la germination des spores de C. difficile qui induisent l’inflammation du côlon ;
- un amplificateur toujours « dans le probiotique », amplifie l'activation par le capteur et augmente la production de l'enzyme, réduisant encore et jusqu’à 98 %, la réactivation des spores de C. difficile.
Une preuve préclinique : des expériences sur des animaux modèles confirment que le probiotique réduit considérablement le syndrome du côlon irritable, permet de meilleurs résultats cliniques et assure un taux de survie de 100 %.
Réguler l'environnement intestinal ou le microbiote pour créer des stratégies de traitement moins invasives, et dans ce cas sans avoir besoin de tuer en direct certaines souches bactériennes (ici C. difficile), de donner des médicaments ou d’utiliser des méthodes invasives, est assurément une voie prometteuse pour lutter contre les maladies et les infections intestinales, mais pas seulement.
Ici, le concept est bien de s’inspirer, de compléter et de renforcer des processus biologiques naturels dans le corps afin de limiter le développement de l'infection.
Source: Nature Communications 4 July, 2022 DOI: 10.1038/s41467-022-31334-z Engineering probiotics to inhibit Clostridioides difficile infection by dynamic regulation of intestinal metabolism
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