Bactériologie : la "banque mondiale des selles", que des scientifiques créent en Suisse

Différentes espèces de bactéries sont menacées d'extinction - et le meilleur moyen de les préserver est de déposer des échantillons de matières fécales et d'autres matériaux biologiques provenant du monde entier dans une grande chambre forte située en Suisse.

C'est la proposition d'un groupe de scientifiques qui a déjà commencé à travailler sur cette collection de micro-organismes...

À l'avenir, cette initiative, qui réunit des universités de plusieurs régions du monde, pourrait également déboucher sur de nouveaux traitements contre diverses maladies chroniques non transmissibles, telles que l'obésité et l'asthme.

Mais quelle est l'importance de la création de cette banque ? Et qu'est-ce qui se cache derrière cette disparition généralisée des bactéries dans le monde ?

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Une extinction silencieuse

Connu sous le nom de Microbiota Vault, le projet, qui est dans sa phase pilote, a été inspiré par une initiative similaire : une banque de plus de 1,1 million de types de graines provenant de toute la planète, déposée au Svalbard, un archipel appartenant à la Norvège.

L'objectif de la banque de semences est de stocker ces matériaux dans un endroit sûr - et de disposer ainsi d'une réserve garantissant l'approvisionnement alimentaire à l'avenir, si ces espèces venaient à disparaître de la nature pour une raison quelconque, ce qui mettrait en péril la sécurité alimentaire d'un ou de plusieurs peuples.

Le même principe s'applique à la voûte des bactéries. La microbiologiste Maria Gloria Dominguez-Bello, qui dirige l'initiative internationale, a expliqué à la BBC que la diversité de ces êtres microscopiques a considérablement diminué au cours des dernières décennies.

En étudiant les peuples indigènes de l'Amazonie, elle a constaté que la variété de bactéries qu'ils transportaient dans leur intestin était presque le double de celle détectée chez un individu des États-Unis vivant dans une grande ville.

"Et lorsque nous avons approfondi la question, les villages qui ont commencé à avoir des contacts avec les services de santé et à recevoir des antibiotiques ont également subi une perte de diversité bactérienne très rapidement", décrit la microbiologiste, professeure à l'université Rutgers, aux États-Unis.

Il convient de rappeler ici que le microbiote intestinal est un système complexe de micro-organismes que nous transportons dans le système digestif. Des estimations plus récentes indiquent qu'il est composé de 100 000 milliards d'êtres vivants, qui sont fondamentaux pour notre santé.

Cette véritable ville microscopique à l'intérieur de nos ventres est composée de diverses espèces de bactéries. Ce que les chercheurs ont commencé à détecter durant ces dernières années, c'est précisément la perte de cette diversité : différents types de micro-organismes disparaissent progressivement.

Et, comme vous le verrez ci-dessous, cette perte est liée à une série de maladies chroniques, qui deviennent un problème croissant, notamment dans les environnements urbains des pays industrialisés.

Le microbiologiste Christian Hoffmann, qui est pour l'instant le seul représentant brésilien à collaborer avec Microbiota Vault, explique que cette disparition des bactéries ne se limite pas à nos intestins.

"De la même manière que nous perdons des plantes et des animaux, nous vivons également un processus d'extinction des micro-organismes qui vivent en nous et aussi dans la nature", prévient-il.

"Il s'agit d'un problème grave, qui se manifeste très rapidement", ajoute le chercheur, qui est professeur à l'école des sciences pharmaceutiques de l'université de São Paulo (USP).

Mais qu'est-ce qui se cache derrière cette disparition des bactéries ?

Le confort de la vie moderne

Hoffmann explique que le processus d'extinction des micro-organismes a commencé avec la révolution industrielle, au tournant des XVIIIe et XIXe siècles.

"À partir de cette époque, nous avons pu mieux réfrigérer et conserver les aliments et les rendre disponibles en grandes quantités. Les viandes, par exemple, sont devenues bon marché, accessibles et faciles à conserver à la maison", explique-t-il.

"D'un côté, cela signifie plus de sécurité pour une grande partie de la population. D'autre part, ça a profondément modifié nos habitudes alimentaires", ajoute-t-il.

Et ces modifications du régime alimentaire se sont encore accentuées au cours des dernières décennies, avec la plus grande disponibilité d'aliments transformés, ultra-transformés ou de faible valeur nutritionnelle.

"Au cours des vingt dernières années, les Brésiliens ont considérablement diminué leur consommation de haricots, qui étaient l'un des aliments de base du pays et l'une des principales sources de fibres dans le régime alimentaire", rappelle Hoffmann.

Les fibres sont essentielles à notre santé. Une partie d'entre elles sert de nourriture aux bactéries qui composent le microbiote intestinal. En équilibre, ces êtres microscopiques nous aident à tirer profit des nutriments des aliments.

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L'autre partie des fibres est indispensable pour former un bol fécal de bonne consistance, capable de traverser l'intestin et d'être expulsé par l'anus sans grandes difficultés.

Les universitaires soulignent une deuxième raison derrière l'extinction silencieuse des microbes : l'avènement des antibiotiques.

Cette catégorie de médicaments est essentielle pour combattre les infections bactériennes - elle a sauvé des millions de vies depuis sa découverte en 1928 - mais son effet sur le microbiote peut être néfaste.

En effet, les antibiotiques fonctionnent comme une bombe : ils tuent tous les types de bactéries, qu'elles soient nuisibles (comme celles qui sont à l'origine de l'infection) ou bénéfiques (comme les espèces qui habitent l'intestin et nous aident à digérer).

En d'autres termes, lorsque nous prenons un de ces médicaments, nous provoquons un déséquilibre du microbiote. La mort des "bonnes" bactéries diminue la diversité et peut permettre aux "mauvais" micro-organismes de prendre le dessus.

Le troisième facteur à l'origine de ce phénomène est l'augmentation des accouchements par césarienne. En effet, lorsque le bébé passe par le canal vaginal lors d'un accouchement normal ou naturel, il "absorbe" de nombreuses bactéries du corps de la mère. Cet ensemble servira à former le microbiote du nouveau-né à partir de ce moment-là.

Cela ne se produit pas dans les césariennes, au cours desquelles le bébé naît d'une coupure dans l'utérus et n'a pratiquement aucun contact avec les micro-organismes de la femme.

Aucun de ces trois éléments n'est intrinsèquement mauvais. L'industrialisation permet aux gens d'avoir un meilleur accès à la nourriture. Les antibiotiques traitent les infections bactériennes qui sont potentiellement mortelles. La césarienne représente une alternative sûre pour l'accouchement dans les cas où il existe un risque pour la femme ou le bébé.

Tous ces éléments ont cependant un effet secondaire sur la diversité des bactéries, et cet impact est plus important dans les pays riches et hautement industrialisés, où l'accès à bon nombre de ces équipements est plus facile que dans les communautés rurales ou éloignées.

"Pour couronner le tout, nous détruisons les écosystèmes. Et l'unité fondamentale de tout environnement est la bactérie. L'extinction de notre microbiote intestinal se produit donc dans le sol, dans l'eau et dans tout l'environnement naturel", ajoute Dominguez-Bello. Elle fait également partie du documentaire "The Invisible Extinction", qui traite précisément de cette question.

Mais quelles sont les répercussions de l'extinction microbienne sur notre santé ?

Dominguez-Bello affirme qu'il existe deux types de preuves de l'impact de l'extinction silencieuse des microbes sur l'organisme humain.

"La première d'entre elles provient de l'épidémiologie. Les données montrent une association significative entre le fait d'être né par césarienne ou d'avoir utilisé des antibiotiques et une incidence plus élevée de certaines maladies, comme l'asthme", dit-elle.

La microbiologiste ajoute que les études établissent des liens, mais ne déterminent pas de relation de cause à effet. En d'autres termes, ces études ne nous permettent pas encore de comprendre en profondeur comment une chose (les antibiotiques ou la césarienne) provoque l'autre (les maladies).

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"La deuxième preuve provient des expériences sur les animaux. Lorsque vous interférez avec le microbiote de très jeunes cobayes, ils deviennent généralement plus gros et plus obèses tout au long de leur vie", explique Maria Gloria Dominguez-Bello.

Ces recherches préliminaires montrent également que la transplantation du microbiote d'un animal sain dans un autre qui est malade peut également fonctionner comme une sorte de traitement - et améliorer les conditions chroniques et inflammatoires, dont l'obésité, le diabète et l'asthme.

Pour Hoffmann, toutes ces observations ne font que renforcer la dépendance entre les bactéries et les autres êtres vivants (comme nous).

"La vie sur la planète dépend de cet équilibre et de ce développement conjoint des différents organismes. Les bactéries dépendent de nous et nous dépendons d'elles", explique-t-il.

Une menace pour notre propre espèce

Bien que les scientifiques s'accordent sur l'importance du microbiote, il existe tout un univers microscopique à explorer. Après tout, nous ne connaissons toujours pas la fonction de chaque espèce, ce qu'elle signifie pour notre santé et ce qu'elle peut représenter comme opportunité pour de futurs traitements.

Par conséquent, le risque d'extinction de ces micro-organismes est une menace pour notre propre espèce. S'ils disparaissent de la carte avant que nous sachions ce qu'ils font, cela représente une chance perdue de traiter les problèmes actuels et futurs (comme l'augmentation des maladies chroniques et inflammatoires, par exemple).

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Et c'est exactement là qu'intervient Microbiota Vault : la proposition consiste à conserver en lieu sûr des échantillons de diverses espèces de micro-organismes.

Dans un premier temps, l'initiative s'articule autour de deux axes principaux. Tout d'abord, la collecte de matières fécales humaines dans différentes parties du monde. Il s'agit d'une méthode simple pour obtenir une partie du microbiote intestinal.

Deuxièmement, stocker des aliments fermentés par différents types de bactéries, comme le fromage et le yaourt.

"Notre objectif est d'encourager les chercheurs de différentes nationalités à créer leurs propres collections, qui seront stockées dans leur pays d'origine", explique Dominguez-Bello.

"De là, ils peuvent également envoyer une partie de ces échantillons au Microbiota Vault, qui servira de sauvegarde. Ils seront gardés gratuitement sous deux conditions. D'abord, que seul le scientifique responsable peut accéder à ce contenu. Deuxièmement, que nous serons autorisés à effectuer le séquençage génétique de cette espèce, et que ces informations seront librement accessibles au public", a-t-elle ajouté.

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Dans un premier temps, la chambre forte sera située en Suisse - mais en raison des récentes instabilités liées à la pandémie de Covid-19 et à la guerre en Ukraine, les responsables du projet étudient également d'autres options, telles que la conservation de plus de copies dans d'autres territoires, comme le Groenland ou la Patagonie argentine.

Hoffmann estime qu'il est temps de faire quelque chose pour lutter contre l'extinction des microbes…

"Pour moi, la voûte représente un espoir pour l'avenir de la santé de l'humanité et de la planète elle-même", conclut Dominguez-Bello.