Cette nouvelle recherche, menée sur des organoïdes d'intestin montre comment une souche spécifique d’E. coli (Nissle), inoffensive et même bénéfique pour les tissus intestinaux, peut protéger l'intestin contre E. coli entérohémorragique (EHEC), un pathogène qui produit la toxine Shiga. Ces travaux, présentés dans la revue dans mBio, décryptent comment Nissle exploite les mécanismes de défense de la cellule hôte elle-même pour lui permettre de mieux résister aux infections à EHEC.
L’image de la bactérie E. coli est plutôt négative en raison des effets sévères voire mortels induits par quelques souches pathogènes pourtant et depuis plus d'un siècle, une souche commensale E.coli, nommée « Nissle » est utilisée comme probiotique, et plus récemment pour traiter certains troubles intestinaux dont la colite ulcéreuse. Toutes les bactéries E. coli ne sont pas pathogènes.
Toutes les bactéries E. coli ne sont pas de mauvaises bactéries.
Cette équipe de l'Université de Cincinnati a regardé si Nissle peut également protéger les tissus intestinaux contre l'EHEC et d'autres agents pathogènes et évalué ses effets protecteurs à partir d'organoïdes intestinaux humains (HIO : human intestinal organoid) qui sont des modèles expérimentaux de tissus réels dérivés de cellules souches.
- Les chercheurs ont d'abord injecté Nissle dans ces HIO et constatent que Nissle est inoffensive : le probiotique n'endommage pas la barrière épithéliale, formée par la couche externe protectrice de l'organoïde ;
- lorsque les chercheurs injectent EHEC dans les HIO, ils constatent que bactérie produit bien la toxine Shiga, et que l'EHEC détériore très rapidement la barrière épithéliale ;
- lorsque les chercheurs injectent d’abord Nissle dans ces HIO puis 12 heures plus tard, injectent l'EHEC. Nissle révèle sa capacité protectrice contre l’EHEC : si la bactérie EHEC a largement proliféré dans le tissu organoïde, la barrière épithéliale est intacte ; les mêmes résultats sont obtenus avec la bactérie E. coli uropathogène, responsable de la majorité des infections des voies urinaires : Nissle parvient à réduire les dommages liés au pathogène ;
- à terme, les bactéries pathogènes parviennent à éliminer Nissle mais le probiotique a permis à l'intestin de mieux résister aux dommages, conclut l’auteur principal, Alison Weiss, généticien moléculaire.
Comment agit la bactérie probiotique ? Nissle n’inhibe pas directement les souches pathogènes, mais exploite les mécanismes de défense de la cellule hôte elle-même. Cependant, les résultats suggèrent aussi que Nissle peut être vulnérable aux phages de la toxine Shiga, ce qui limite aussi son efficacité thérapeutique.
D’autres recherches seront donc nécessaires pour mieux comprendre les interactions complexes entre espèces bactériennes en environnement réel. Cependant, deux pistes sont ouvertes, celle de l’usage de probiotiques contre des pathogènes de la même espèce et l’usage les organoïdes, plutôt que des souris, pour observer et tester.
Source : mBio July 2020 DOI: 10.1128/mBio.01470-20 Probiotic Properties of Escherichia coli Nissle in Human Intestinal Organoids
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