L'alimentation peut contribuer à maintenir la diversité dans l'intestin
Un modèle mathématique montre comment les micro-organismes ingérés peuvent influencer la diversité du microbiome intestinal
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Une équipe de recherche internationale dirigée par Florence Bansept, en coopération avec l'Institut Max Planck de biologie évolutive, a montré comment les microbes ingérés par l'alimentation peuvent contribuer à maintenir la diversité du microbiome intestinal. L'étude, dont le premier auteur est Vitor M. Marquioni, fournit un cadre mathématique permettant de comprendre comment l'apport microbien alimentaire peut façonner les communautés microbiennes dans l'intestin.
Le microbiome intestinal joue un rôle clé dans la physiologie animale, en contribuant à des processus biochimiques essentiels dans le tube digestif. Une plus faible diversité microbienne est souvent associée à de moins bons résultats en matière de santé. Si l'on sait que l'alimentation influence le microbiome intestinal par le biais des nutriments, les aliments contiennent également des micro-organismes vivants qui peuvent survivre au passage dans le système digestif et interagir avec les communautés microbiennes résidentes.
Cela soulève une question importante : l'apport microbien par l'alimentation peut-il être optimisé pour favoriser un microbiome intestinal plus diversifié ?
Pour répondre à cette question, les chercheurs ont développé un modèle mathématique qui capture les principaux processus qui façonnent les communautés microbiennes dans l'intestin : la croissance microbienne, la compétition, la mort, l'entrée par l'ingestion et la sortie par l'excrétion. À l'aide d'un modèle paramétré avec des données issues de la littérature scientifique, ils ont étudié la manière dont ces processus interagissent avec différents niveaux et modèles d'apport microbien.
Principales conclusions
- Le moment de l'ingestion microbienne a relativement peu d'effet sur la diversité moyenne du microbiome. En d'autres termes, l'ingestion d'un grand nombre de microbes une fois par jour peut avoir un effet similaire à l'ingestion de plus petites quantités plusieurs fois par jour. Ce qui importe le plus, c'est le nombre total de microbes consommés chaque jour.
- Lorsque le nombre de types microbiens dans le système dépasse une douzaine, il existe généralement une stratégie d'alimentation optimale, c'est-à-dire une quantité quotidienne de microbes ingérés qui maximise la diversité dans l'hôte.
- Lorsque le nombre de types microbiens devient très important, cet apport optimal se rapproche du nombre de microbes perdus quotidiennement dans les fèces. Dans ces conditions, la diversité maximale atteinte dans l'hôte reflète la diversité présente dans l'aliment lui-même.
Les auteurs montrent que ces résultats sont robustes dans plusieurs versions du modèle et que les ordres de grandeur prédits pour l'apport optimal sont cohérents avec les petits animaux expérimentalement traitables tels que la drosophile et le nématode C. elegans.
Application à l'homme
Les chercheurs soulignent qu'il faudra développer d'autres modèles avant de pouvoir transposer ces résultats à l'homme, où les interactions entre l'hôte et le microbe sont considérablement plus complexes. Malgré cela, l'étude marque un premier pas important vers une meilleure compréhension quantitative de la façon dont les microbes alimentaires peuvent être utilisés pour soutenir le microbiome intestinal de manière non invasive.
Grâce à ce travail, le groupe de partenaires internationaux de Florence Bansept à l'Institut Max Planck de biologie évolutive contribue à un effort croissant pour comprendre les principes écologiques qui régissent les communautés microbiennes associées à l'hôte - et la manière dont ces principes pourraient un jour inspirer de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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