À la recherche des super-pouvoirs du microbiote : le caca passé au crible

Les premiers volontaires bajau accostent en pirogue vers 11 heures et sont rassemblés sur une terrasse en bois branlante face à l'étendue turquoise de la mer de Sulu. Ce sont les plus courageux. Au cours de la semaine précédente, la nouvelle a circulé dans ce hameau d'environ 200 adultes et enfants vivant sur des bateaux-maisons et des cabanes en bois perchées au-dessus des flots, au large de Mabul, une île minuscule au nord-est de Bornéo: des étrangers viennent leur faire une proposition insolite. 

Depuis des siècles, les Bajau Laut, un peuple autochtone en grande partie apatride que 'on surnomme parfois les nomades de la mer, mènent sur l'eau une vie itinérante, chassant le thon au harpon, plongeant à la recherche de strombes-araignées, d'ormeaux, de concombres de mer, et s'enduisant le visage de poudres rafraîchissantes à base de riz et de feuilles de pandan. Ces dernières années, ils ont attiré l'attention des scientifiques pour leur rate exceptionnellement volumineuse, qui leur permet de rester jusqu'à 13 minutes en apnée, une adaptation unique à un écosystème océanique généreux qui les fait vivre depuis des générations.

Mais l'équipe venue en octobre de l'université de Kiel, en Allemagne, et de l'Universiti Malaya, en Malaisie, cherche des informations sur un tout autre type d'écosystème: la vaste communauté d'organismes invisibles vivant sur la peau et dans le tube digestif des Bajau. Les chercheurs sont en quête de volontaires, mais, comme un interprète l'explique aux quelque 20 villageois réunis sur la terrasse ce matin-là, cette offre s'accompagne d'une demande insolite: ils sont venus collecter des selles, et ils en prendront autant que chaque volontaire peut en fournir. Des bols en plastique vont d'ailleurs leur être distribués.

La requête déclenche rires et plaisanteries qui masquent à peine les enjeux de la mission. Les scientifiques cherchent à étudier les milliers de milliards d'organismes invisibles qui vivent en nous - ce monde microscopique connu sous le nom de microbiome. Et les découvertes de ces dernières années sont alarmantes. Le monde industrialisé a profondément transformé le microbiome humain, le rendant bien moins diversifié que celui des individus aux modes de vie plus traditionnels, comme les Bajau. Or ces modes de vie, qui se raréfient à mesure que la mondialisation progresse, sont aussi en danger. 

Cette découverte, conjuguée à un nombre croissant d'études suggérant que les modifications de la composition du microbiome intestinal s'accompagnent de nombreuses maladies chroniques, suscite des inquiétudes, d'autant que les endroits isolés pourraient ne pas le rester éternellement.

La question est de savoir si les maladies dont la prévalence explose actuellement - obésité, diabète, maladies du foie, certains cancers, voire des maladies neurologiques comme la sclérose en plaques et Parkinson - sont en partie dues à des carences en microbes que nous pourrions combler», explique Rob Knight, microbiologiste spécialisé en bio-informatique et pionnier du microbiome, qui dirige le Center for Microbiome Innovation de l'université de Californie à San Diego.

Ce dernier point - combler ces carences est capital. Si des populations isolées à travers le monde possèdent des microbiomes plus robustes, plus sains et plus diversifiés, pourraient-elles nous aider à guérir des maladies? Collecter puis utiliser leurs microbes serait-il efficace? Et quelles questions éthiques soulève le fait de prélever les selles de quelqu'un, même avec les meilleures intentions?

Le Global Microbiome Conservancy (GMbC) s'est donné pour mission de répondre à ces questions. Ce consortium international de scientifiques constitue une biobanque d'échantillons fécaux issus des populations les plus isolées de la planète, ainsi qu'une bibliothèque de dizaines de milliers de souches bactériennes individuelles prélevées depuis près d'une décennie auprès de populations non industrialisées d'Europe, d'Amérique du Nord, d'Afrique et d'Asie - des tribus tanzaniennes aux Inuits du cercle arctique. L'objectif étant de mieux comprendre l'impact de l'industrialisation, des régimes alimentaires transformés et de l'usage des antibiotiques sur la santé humaine.

Les enjeux sont considérables. Dans le monde, plus de 10 millions de personnes souffrent de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI), une inflammation persistante du tube digestif se manifestant sous forme de rectocolite hémorragique ou de maladie de Crohn. Ces dernières années, les preuves d'un lien entre l'apparition de ces deux affections et des anomalies du microbiome intestinal n'ont cessé de s'accumuler. Des différences de composition du microbiome intestinal ont également été observées chez des personnes atteintes d'un large éventail d'autres pathologies: autisme, diabète de type 2, insuffisance cardiaque, cancer, anxiété, arthrite, entre autres. 

Longtemps considérées comme de simples passagers microbiens anecdotiques, nombre des bactéries qui vivent en nous, notamment dans nos intestins, sont désormais reconnues comme des acteurs essentiels des systèmes complexes et globauxqui régissent la santé humaine. Beaucoup ont coévolué avec nous sur des millions d'années et fonctionnent comme de véritables usines chimiques microscopiques, indispensables au développement sain et au bon fonctionnement de l'organisme. 

Pourtant, il reste tant à apprendre, notamment sur un mystère central: les modifications microbiennes sontelles la cause - ou la conséquence - d'un large spectre de maladies connexes ?

Les perspectives ouvertes par les travaux du GMbC sont prometteuses. Mais pour cela, il lui faut encore davantage de selles. Les archives fécales du GMbC sont conservées dans une série de congélateurs au sein du centre du microbiome de Kiel, récemment créé en Allemagne. Elles contiennent aujourd'hui près de 2000 échantillons de selles provenant d’une cinquantaine de communautés humaines à travers le monde, des centres urbains des pays industrialisés aux villages les plus reculés. 

Chaque échantillon a été séquencé génétiquement, révélant la présence de milliers d'espèces bactériennes jamais observées, étudiées ou nommées. Près de10000 souches bactériennes représentant environ 600 groupes d'espèces ont été cultivées, isolées, séquencées et mises à disposition des scientifiques du monde entier. Cette biobanque est supervisée par Mathieu Groussin et Mathilde Poyet, le couple français à l'origine du GMbC. Leur objectif est d'accroître la représentation des populations humaines sous-représentées dans la science du microbiome et de caractériser la pleine biodiversité du microbiome intestinal humain tel qu'il existe à travers le globe.

Mathieu Groussin et Mathilde Poyet étaient chercheurs postdoctoraux au MIT lorsqu'ils ont eu l'idée de créer le GMbC, après avoir lu un article scientifique de référence publié en 2014, qui décrivait en détail le mode de vie, l'alimentation et le microbiome d'une tribu isolée de chasseurs-cueilleurs tanzaniens, les Hadza, dont le mode de vie ressemble à celui de nos lointains ancêtres. 

Pour collecter les échantillons fécaux, une équipe conduite par des chercheurs de l'Institut Max-Planck d'anthropologie évolutive de Leipzig, en Allemagne, s'est rendue sur les rives du lac Eyasi, dans la vallée du Rift, au nord de la Tanzanie. Les 27 membres de la tribu hadza ayant fourni des échantillons fécaux ont été peu exposés aux antibiotiques modernes et aux savons. Ils vivent d'un régime à base de miel, de baies, de fruits du baobab, de tubercules, d'antilopes, de singes, de potamochères et d'une foule d'autres ressources selon ce qui peut être cueilli ou chassé. 

À titre de comparaison, les chercheurs ont étudié le microbiome de 16 Italiens vivant à Bologne et celui de groupes d'agriculteurs ruraux au Burkina Faso et au Malawi. Les différences entre leurs microbiomes sont saisissantes...