Il reste encore beaucoup à faire

Cette semaine marque le 10e anniversaire de la première grande enquête sur la diversité microbienne dans le corps humain, publiée dans tempérer la nature par le consortium Human Microbiome Project (HMP), dont j’étais membre.

Avant cela, les microbiologistes savaient que le corps abritait une grande masse de micro-organismes – un mélange enivrant de bactéries, ainsi que des archées, des champignons et des virus, répartis sur la peau, la bouche et les intestins – ensemble surnommé le microbiome. Mais jusqu’en 2012, il nous en manquait un inventaire.

En fait, cet inventaire – un indicateur de 10 billions de cellules appartenant à des milliers d’espèces, pesant au total 200 grammes par personne – est encore incomplet. Il est temps de s’appuyer sur ces premiers travaux (Consortium du projet sur le microbiome humain tempérer la nature 486, 207-214; 2012), et le renouvellement du projet de représenter l’humanité dans toute sa complexité.

Il a fallu tellement de temps pour y parvenir tôt, et le rythme des changements au cours des 10 dernières années a été stupéfiant. Ce n’est qu’une fois que les technologies de séquençage génétique à haut débit – initialement développées pour examiner le génome humain – seront bon marché et suffisamment faciles à utiliser, que le HMP pourra démarrer.

Après son lancement en 2007, le consortium a séquencé l’ADN de microbes trouvés dans et sur 242 personnes de deux villes américaines – Boston, Massachusetts et Houston, Texas, sélectionnées pour leur proximité avec les deux principaux centres de séquençage de l’époque, le MIT et Harvard. Université près de Boston et le College of Baylor Medicine à Houston. Nos activités ont été financées par le National Institutes of Health Joint Fund des États-Unis, et le projet a attiré des experts universitaires en bioinformatique pour le microbiome pour travailler sur les données après que nous les ayons générées.

Le résultat a été le premier catalogue complet d’un microbiome humain américain intact : une liste complète des gènes présents dans le microbiome intestinal. Le HMP a montré que les organismes cellulaires de l’intestin se composent de milliers d’espèces, avec une empreinte génétique 150 fois plus grande que le génome humain. En fin de compte, cette abondance a conduit les biologistes à considérer le microbiome comme un « second génome » acquis écologiquement, caché dans l’hôte humain.

Dix ans plus tard, nous en savons beaucoup. Le microbiome est essentiel au bon fonctionnement de notre corps, et est essentiel pour digérer les aliments et repousser les agents pathogènes. Des expériences sur des souris ont montré que la composition du microbiome affecte les niveaux d’engagement social et d’anxiété. Les maladies courantes telles que les maladies cardiovasculaires et l’obésité sont associées à des microbiomes distincts. La façon dont les enfants acquièrent leur microbiome – et ce qui influence le développement du microbiome – devient également plus claire.

(Compte tenu de l’importance des microbes pour notre santé, je trouve toujours surprenant que nous assumions autant de fonctions pour de nombreux organismes que nous ramassons dans notre environnement, dès la naissance.)

Nous avons aussi beaucoup de questions académiques sans réponse. D’où vient le microbiome dans l’évolution humaine ? En quoi les microbes humains diffèrent-ils de ceux des primates, des mammifères ou des animaux en général ? Comment le microbiome se transmet-il d’une personne à une autre ? Et que signifient les changements de régimes et de modes de vie stériles pour la santé à long terme du microbiome ?

Cette première analyse il y a dix ans, recrutant des personnes dans seulement deux villes américaines, a lamentablement échoué à saisir la véritable diversité du microbiome humain. Nous savons maintenant que les habitants d’Europe et d’Amérique du Nord ont des microbiomes moins diversifiés que les habitants des régions moins industrialisées – mais on sait très peu de choses sur les différences entre les groupes d’humains.

Et on en sait encore moins sur de nombreux autres animaux qui eux-mêmes contiennent des masses. Nous savons que les microbes des animaux captifs diffèrent de ceux des animaux vivant à l’état sauvage, de la même manière que les microbes humains industriels diffèrent des microbes non industriels. Mais la plupart de ce que nous savons sur les microbes animaux provient d’études sur des animaux en captivité. Alors que nous perdons la diversité animale en raison du changement global rapide, nous perdons également la diversité du microbiome.

Pour en savoir plus, il faudra un nouveau consortium, échantillonnant des milliers de personnes et d’animaux. Nous avons besoin de biologistes de la faune et de scientifiques du microbiome travaillant côte à côte, avec des équipes du monde entier. Il y a dix ans, l’analyse était si nouvelle et si difficile que nous n’avons pas beaucoup réfléchi à l’obtention des échantillons. Désormais, l’obtention d’échantillons provenant de sources mondiales devrait guider le processus.

Certains peuvent se demander pourquoi nous avons besoin d’un nouveau consortium massif et coûteux alors que les données affluent déjà – une étude à la fois, menée par des laboratoires travaillant seuls. Mais l’industrialisation progresse rapidement et les forces économiques modernes ont le potentiel d’éradiquer la diversité microbienne plus rapidement qu’on ne peut l’observer.

Un nouveau consortium permettrait aux scientifiques de compléter enfin la carte du microbiome. C’est comme un recensement humain : n’attendez pas que les villes individuelles rapportent leur nombre d’habitants ; Vous faites un effort concerté pour le faire de manière cohérente et rapide avant que cela ne change.

Une nouvelle analyse approfondie de la diversité du microbiome humain et du microbiome vertébré plus large placera enfin nos données sur les espèces dans le contexte de l’arbre de la vie. Ce n’est qu’alors que nous pourrons vraiment étendre l’étiquette « humain » au microbiome.

Conflits d’intérêts

L’auteur ne déclare aucun conflit d’intérêt.