Une nouvelle étude génomique de B. longum subsp. longum par Morinaga Milk pourrait expliquer la distribution étendue de l'espèce à tous les âges

TOKYO--(BUSINESS WIRE)--Bifidobacterium longum est l'une des rares espèces de bactéries intestinales à être largement présente chez des personnes de tous les âges, y compris les nourrissons, les adultes et les personnes âgées.^1,2 Aujourd'hui, Morinaga Milk Industry Co., Ltd. (TOKYO : 2264), une société japonaise de produits laitiers de premier plan, a annoncé les résultats d'une nouvelle étude génomique révolutionnaire en collaboration avec le SFI Research Centre APC Microbiome Ireland, qui pourraient expliquer pourquoi.

L'intestin humain est colonisé par une collection de microbes (microbiome) qui jouent un rôle intégral dans la santé humaine en nous aidant à digérer nos aliments, produire certaines vitamines, réguler notre système immunitaire et nous protéger contre les bactéries pathogéniques. Cette étude actuelle a révélé qu'une espèce de bactéries, B. longum subsp. longum, présente dans ses gènes une grande variation qui augmente sa compétitivité dans l'environnement de l'intestin, car son génome s'adapte au régime alimentaire changeant de chaque génération. Elle suggère également que B. longum subsp. longum est transmis extensivement entre les membres de la même famille, et que cette transmission ne se produit pas uniquement entre la mère et l'enfant, comme on le pensait auparavant, mais aussi entre d'autres membres de la famille et même entre trois générations.³

Vue d'ensemble de l'étude
Au total 453 échantillons fécaux ont été prélevés pour l'étude chez des sujets japonais en bonne santé âgés de 0 à 104 ans, afin de mesurer les espèces bactériennes présentes dans l'intestin. Au total, 871 espèces bactériennes différentes ont été détectées (Fig.1), mais seulement trois espèces (Blautia wexlerae, Streptococcus salivarius et Bifidobacterium longum) étaient présentes chez plus de 50 % des sujets à travers les générations.

Ces résultats mettent en exergue la distribution étendue de B. longum tout au long de la vie humaine. Dans le but d'identifier le mécanisme permettant à une espèce particulière d'être aussi omniprésente, Morinaga, en collaboration avec le SFI Research Centre APC Microbiome Ireland de l'Université nationale d'Irlande à Cork, a mené une analyse comparative du génome sur diverses souches de B. longum subsp. longum pour déterminer les différences génétiques entre les souches isolées chez des personnes de différents âges.

Des souches de B. longum subsp. longum séparées en sept groupes
Des analyses comparatives portant sur 145 représentants B. longum obtenus chez des sujets japonais, y compris 32 génomes accessibles au public, ont montré que les souches de B. longum subsp. longum peuvent être groupées en sept groupes selon la présence de prophage (i.e. matériel viral) et/ou d'un mégaplasmide (matériel génétique présent à l'extérieur du chromosome bactérien).

Aucune corrélation n'a été observée entre les souches isolées et l'âge du sujet, bien qu'une corrélation négative significative ait été trouvée entre le nombre de gènes identifiés présents dans les souches et l'âge du sujet. Cela suggère que les souches B. longum subsp. longum isolées chez des sujets plus jeunes possèdent, en moyenne, un plus grand nombre de gènes que celles qui sont chez des sujets plus âgés. Les chercheurs ont mené des recherches plus approfondies pour identifier les gènes dans chaque souche isolée chez différents groupes d'âge et il en résulte que les familles de gènes ont alors été classées en quatre groupes : les familles de gènes prédominants chez les nourrissons, les adultes et les personnes âgées, et les gènes qui ne présentent aucune relation avec l'âge du sujet (Fig.2).

Les souches associées aux nourrissons sont mieux adaptées à utiliser les glucides présents dans le lait maternel
Les chercheurs ont fréquemment trouvé chez les plus jeunes des souches B. longum subsp. longum possédant un code génétique lié à l'utilisation de sucre, y compris celui de l'acide sialique du sucre qui est l'un des composants des oligosaccharides du lait humain (Human Milk Oligosaccharides (HMO) présents dans le lait maternel. Cette caractéristique pourrait être une stratégie adaptative de B. longum pour survivre l'environnement de l'intestin du nourrisson en utilisant des composants du lait maternel.

Les souches associées aux personnes âgées sont mieux adaptées pour utiliser les fibres insolubles présentes dans les légumes
Les chercheurs ont également observé un grand nombre de souches dans B. longum subsp. longum isolé chez de sujets âgés qui contiennent des informations génétiques uniques qui sont censées coder les α-L-arabinofuranosidases extracellulaires (groupe Arabinofuranosidase cluster2 en Fig.2). Ces enzymes sont capables de décomposer les sucres complexes présents dans le matériel végétal, tels que les légumes et les céréales, qui contiennent tous une grande proportion de fibre insoluble. Les personnes âgées japonaises sont censées consommer beaucoup plus de légumes que les plus jeunes adultes⁴, par conséquent ce trait génétique de digestion des aliments contenant des fibres pourrait permettre à B. longum de perdurer dans l'intestin des personnes âgées.

En outre, deux groupes de gènes indicatifs de la façon dont les bactéries répondent à un stress environnemental ont été trouvés en plus grands nombres parmi les souches de B. longum subsp. longum isolées de sujets âgés, y compris la protéine du stress HSP20.⁵ Les protéines du stress sont produites pour aider un organisme à répondre au stress, tel qu'une chaleur extrême, une exposition à l'oxygène et la famine. Il est raisonnable d'assumer que les souches capables de répondre au stress sont mieux à même de s'adapter et de survivre.

Certaines souches ont été transmises entre père et enfant, mari et femme, et même entre trois générations
Plusieurs souches de B. longum subsp. longum isolées chez plusieurs membres différents de la même famille se sont avérées contenir un contenu génétique essentiellement identique. Ce résultat suggère que ces souches ont été transmises entre divers membres d'une famille, pas seulement entre la mère et l'enfant, ce qui avait été indiqué précédemment.⁶

« Le fait que non seulement une transmission entre la mère et l'enfant a été observée, mais aussi entre le père et l'enfant et même entre le mari et la femme, est un résultat remarquable », a déclaré le Dr. Toshitaka Odamaki, directeur du département de recherche sur le microbiote à l'Institut scientifique de prochaine génération (Next Generation Science Institute) de Morinaga et chercheur principal de l'étude. « C'est également le premier rapport d'une souche particulière de microbiote intestinal qui semble avoir été transmise entre trois générations d'une famille, entre une grand-mère, une mère et un nourrisson par exemple », a-t-il ajouté.

« Nous présumons que cette variété de gènes et le niveau élevé de transfert des espèces bactériennes au sein des familles est la stratégie de survie de B. longum subsp. longum et la clé de sa distribution étendue pendant la durée de vie humaine », a expliqué le Dr. Odamaki. « Ce rapport pourrait fournir une base prometteuse pour des recherches futures visant à identifier les meilleurs candidats probiotiques à chaque stade clé de la vie », a-t-il ajouté.

« APC Microbiome Ireland s'intéresse beaucoup à la façon dont le microbiote humain change durant les différents stades de la vie en réponse à une exposition à différents facteurs environnementaux, tels que l'alimentation habituelle, l'exposition aux antibiotiques et les niveaux de stress », a déclaré le professeur Douwe van Sinderen, chef de projet chez APC Microbiome Ireland. Il a également souligné l'attraction d'un tel effort scientifique conjoint : « Ce projet collaboratif avec Morinaga, un partenaire du secteur, a été particulièrement fructueux et gratifiant, car nous avons pu unir nos compétences et nos connaissances complémentaires pour nous permettre de générer des données que nous n'aurions pas pu obtenir individuellement ».

Le Dr. Odamaki de Morinaga a présenté ces résultats au Congrès mondial IPA + Probiota Barcelone ( IPA World Congress + Probiota Barcelona) qui s'est tenu du 7 au 9 février 2018 à Barcelone, en Espagne.

À propos de Morinaga
Morinaga Milk Industry Co., Ltd. est l’une des principales sociétés de produits laitiers du Japon. Morinaga a démarré ses recherches sur les bifidobactéries dans les années 1960, inspirée par le fait qu'elles sont les bactéries prédominantes dans les intestins des nourrissons allaités. En 1969, Morinaga a isolé sa souche phare Bifidobacterium longum BB536 chez un nourrisson. Morinaga excelle dans le domaine de l'innovation technologique et propose divers produits laitiers et d'autres ingrédients fonctionnels bénéfiques à ses clients du monde entier.

À PROPOS D'APC MICROBIOME IRELAND
APC Microbiome Ireland (APC ; http://apc.ucc.ie) est un institut de recherche mondial de premier plan formé en 2003 à l'aide d'un financement de Science Foundation Ireland et conjointement avec des partenaires clés du secteur. L'APC représente une collaboration transparente entre University College Cork et Teagasc (Irish Agriculture and Food Development Authority). Il est largement reconnu que le microbiote intestinal joue un rôle important dans la santé humaine et il constitue aujourd'hui l'un des domaines de recherche les plus dynamiques, les plus complexes et les plus passionnants dans les domaines des produits alimentaires et pharmaceutiques. Au cours des dix dernières années, l'APC s'est imposé comme l'un des plus importants centres de recherche sur le microbiote intestinal au monde. L'APC a fait plusieurs découvertes phares et publié plus de 1 700 articles de recherche dans des revues à comités de lecture, générant de nombreuses couvertures de revues et d'éditoriaux connexes. L'APC regroupe plus de 300 personnes, allant des principaux investigateurs scientifiques (le corps professionnel APC) financés par des institutions partenaires, à l'équipe de gestion et à un groupe dédié de chercheurs scientifiques, d'assistants de recherche et d'étudiants postuniversitaires.

Références
1.	Turroni et al., Applied and environmental microbiology (2009)
2.	Francoise Gavini, Microb. Ecol. Health Dis (2001)
3.	Odamaki et al., Scientific Reports (2018)
4.	National Health and Nutrition Survey 2015
5.	Ventura et al., Appl. Environ. Microbiol (2007)
6.	Makino et al., Appl. Environ. Microbiol (2011)

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