Les bactéries intestinales protègent contre les maladies virales transmises par les moustiques

Le virus Chikungunya, autrefois confiné à l’hémisphère oriental, a infecté des millions de personnes dans les Amériques depuis 2013, lorsque des moustiques porteurs du virus ont été découverts dans les Caraïbes. Environ la moitié de toutes les personnes infectées par le virus du chikungunya ne présentent jamais de symptômes, tandis que certaines développent de la fièvre et des douleurs articulaires qui durent environ une semaine, et 10% à 30% développent une arthrite débilitante qui persiste pendant des mois ou des années.

Les scientifiques ont peu compris pourquoi la gravité de la maladie varie si largement. Une étude menée par des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis indique, chez la souris, que les bactéries intestinales peuvent jouer un rôle. La recherche montre que les souris avec des microbiomes intestinaux défectueux étaient moins en mesure de contrôler l’infection par le virus du chikungunya. De plus, donner aux souris une seule espèce de bactérie – ou un composé chimique produit par cette espèce – a amélioré les réponses immunitaires des souris, abaissé les niveaux du virus dans leur sang et réduit les chances qu’un moustique qui se nourrit de sang de souris infectées acquière le virus.

Les résultats, publiés le 14 juillet dans la revue Cellule, suggèrent qu’un microbiome sain pourrait aider à réduire le risque de maladie grave du chikungunya et peut-être même réduire la propagation dans la communauté en perturbant la transmission du virus d’une personne à l’autre contre les moustiques.

« Dans de nombreuses maladies virales, seul un sous-ensemble des personnes infectées devient symptomatique, et nous ne comprenons pas vraiment pourquoi », a déclaré Michael S. Diamond, MD, Ph.D., auteur principal, professeur Herbert S. Gasser de Médicament. « Il peut y avoir des choses qui se produisent au cours de votre vie qui façonnent votre système immunitaire et influencent si vous pouvez arrêter l’infection tôt et avoir des symptômes minimes, ou ne pas l’arrêter et développer une maladie grave. Nous avons constaté que lorsque les souris n’ont pas une bonne santé microbiome intestinal, non seulement ils deviennent plus malades, mais les moustiques qui prélèvent leur sang sont plus susceptibles d’être infectés. La promotion d’un microbiome sain pourrait être importante non seulement pour les individus qui pourraient être infectés mais pour toute la communauté en brisant ou en réduisant le cycle de transmission. »

Le microbiome intestinal est la communauté de bactéries qui vivent dans les intestins. Les bactéries intestinales métabolisent et modifient chimiquement certains des matériaux qui traversent le tube digestif, générant des vitamines et d’autres composés sous forme de sous-produits qui sont ensuite absorbés par les cellules ou d’autres microbes, et aident à réguler l’inflammation et la réponse du corps à l’infection.

Pour savoir si le microbiome intestinal affecte la gravité de l’infection au chikungunya, Diamond, la première auteure Emma Winkler, étudiante diplômée du laboratoire de Diamond, et ses collègues ont étudié des souris sans microbiomes intestinaux normaux. Ils ont utilisé deux types de souris: des souris sans germes, qui avaient été maintenues dans des conditions stériles depuis la naissance et n’ont donc jamais développé de microbiome intestinal, et des souris de laboratoire ordinaires traitées avec un cocktail de deux antibiotiques couramment utilisés pour réduire la complexité de leurs microbiomes intestinaux. .

Les chercheurs ont infecté des groupes de souris sans germes et traitées aux antibiotiques avec le virus du chikungunya, ainsi qu’un groupe de souris de laboratoire avec des microbiomes normaux pour comparaison. Le virus s’est multiplié et s’est propagé rapidement chez les souris dépourvues de microbes intestinaux, atteignant des niveaux élevés dans le sang et dans les tissus éloignés du site d’infection. D’autres expériences ont montré que les cellules immunitaires clés étaient altérées chez les souris sans microbiome intestinal normal.

L’introduction d’une seule espèce bactérienne – un membre normal du microbiome intestinal humain connu sous le nom de Clostridium scindens – a sauvé la capacité des souris à combattre l’infection. C. scindens ne se trouve généralement pas chez la souris. Mais il est courant chez l’homme, où il modifie un acide biliaire produit dans le foie, générant un composé qui affecte les cellules immunitaires. Lorsque les chercheurs ont donné l’acide biliaire modifié seul à des souris dépourvues de microbiomes normaux, il a amélioré leurs réponses immunitaires et réduit les niveaux viraux dans le sang et les tissus.

« Si le fait d’avoir un microbiome malsain affecte les niveaux de virus dans votre sang, cela soulève une question intéressante pour un pathogène transmissible par le sang: la santé de votre microbiome affecte-t-elle la transmission? » a déclaré Diamond, qui est également professeur de microbiologie moléculaire, de pathologie et d’immunologie. « Il va de soi que s’il y a plus de virus dans le sang, un moustique serait plus susceptible d’être infecté lorsqu’il prend un repas de sang. »

Pour tester cette idée, Diamond et Winkler ont infecté trois groupes de souris avec le virus chikungunya. Un groupe a été traité avec des antibiotiques pour éliminer leurs bactéries intestinales, un second a été traité avec des antibiotiques et plus tard donné C. scindens pour repeupler ces bactéries dans leurs intestins, et le troisième groupe n’a pas reçu d’antibiotiques du tout, les laissant avec des microbiomes intestinaux normaux . Les chercheurs ont prélevé du sang un jour après l’infection et offert le sang aux moustiques pour se nourrir. Plus de la moitié des moustiques qui ont prélevé le sang des souris traitées aux antibiotiques ont été infectés, contre moins d’un tiers des moustiques qui se sont nourris du sang des souris avec des microbiomes normaux ou avec seulement C. scindens.

« Il y a beaucoup de gens qui se promènent avec des microbiomes malsains et des niveaux variables d’acides biliaires conjugués dans leurs tripes », a déclaré Diamond. « Il peut y avoir d’autres bactéries qui pourraient être encore meilleures que C. scindens pour modifier les acides biliaires qui pourraient être utilisées pour rééquilibrer les microbiomes. Si un probiotique comme celui-ci était créé, ce pourrait être un moyen non seulement de minimiser la maladie chez les individus, mais de réduire communauté se propage en même temps.  »