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"En biologie, les technologies d’analyse méta-omiques se généralisent et ont récemment permis de mettre en évidence une bactérie capable de stimule les performances physiologiques des sportifs" par Jacques Hallard

mercredi 3 juillet 2019, par Hallard Jacques


ISIAS Microbiome Sport

En biologie, les technologies d’analyse méta-omiques se généralisent et ont récemment permis de mettre en évidence une bactérie capable de stimule les performances physiologiques des sportifs

Jacques Hallard , Ingénieur CNAM, site ISIAS 01/07/2019

PLAN : Introduction Définitions préliminaires Sommaire Auteur


Introduction

La Journée mondiale du microbiome, le 27 juin 2019, offre une opportunité pour faire un point sur la présence de bactéries étonnantes dans le tube digestif et dans divers environnements et sur le rôle que jouent ces microorganismes. Référence : 2ème édition du #WorldMicrobiomeDay. « Nous sommes convaincus que le monde diversifié des microbiomes méritent plus de reconnaissance en raison de son effet sur la santé des humains, des animaux et de l’environnement. Rejoins-nous pour faire connaitre les microbiomes et leurs bienfaits ainsi que communiquer sur l’influence des antibiotiques sur les microbiomes ». Note : Le site internet de World Microbiome Day est uniquement disponible en anglais. Source : https://worldmicrobiomeday.com/

Le sujet de cet article concerne spécialement le microbiome [Sens 1 : Aire biotique du microbiote, c’est-à-dire de lensemble des micro-organismes, dont font notamment partie les bactéries et les champignons. A noter que le microbiome humain se transmet par le père et la mère. Sens 2 : Microbiome désigne, par extension, lensemble des génomes d’un microbiote ]. Il a déjà été abordé dans plusieurs articles postés sur le site ISIAS et dont les accès sont donnés dans l’annexe.

Ce domaine relativement nouveau de la biologie fait appel à des concepts et à des technologies qui nécessitent peut-être de faire appel au préalable à quelques définitions préalables qui sont consultables ci-dessous ; par exemple sur les termes d’analyse méta-omique, immunome, métabolome et métabolomique, microbiome et microbiote, protéome et protéomique, transcriptome, etc… Dans la rubrique de ces définitions préliminaires, se trouve tout d’abord la réponse à la question suivante : « Quelle est la corrélation entre génome, transcriptome, protéome et métabolome (régulation de l’expression des gènes) ? ».

Un résumé est ensuite donné sur une étude qui vise à une compréhension du microbiome humain à la lumière des derniers résultats de la recherche.

Une actualité est ensuite rapportée avec la publication de chercheurs qui ont identifié l’influence d’une bactérie dans les performances des marathoniens, et… qui pourraient l’exploiter du fait que les capacités physiques de sportifs pourraient être boostées par la bactérie découverte Veillonella atypica

Les documents choisis pour constituer ce dossier, constitué à usage didactique, sont énumérés dans le sommaire ci-dessous.

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Définitions préliminaires

Quelle est la corrélation entre génome, transcriptome, protéome et métabolome (régulation de l’expression des gènes) ?

Réponse de Grégory Ségala, Docteur, Section de biologie, Université de Genève – 23 octobre 2017 – « Cette question est très vaste et nécessite dans un premier temps de poser les bonnes définitions pour pouvoir y répondre ».

Génome, transcriptome, protéome et métabolome constituent les grands ensembles moléculaires du vivant. Le génome constitue une source d’information stockée sous forme moléculaire : l’ADN. Il contient toute l’information génétique nécessaire à la reproduction et à l’établissement des fonctions biologiques d’un organisme vivant. Ces fonctions sont codées sous forme de gènes.

Dans une cellule, seule une partie des fonctions codées dans le génome est nécessaire. Par exemple, un neurone n’aura pas besoin de sécréter des enzymes digestives car il n’effectue pas la digestion. C’est pourquoi une sélection des gènes requis est effectuée par la cellule selon ses besoins. On dit que ces gènes sont exprimés et ce processus s’appelle l’expression génique.

Au commencement de l’expression génique, un intermédiaire est produit à partir de chaque gène. Il s’agit de l’ARN messager et sa production s’appelle la transcription. Par conséquent l’ensemble des ARN messagers d’une cellule s’appelle le transcriptome, et il est spécifique de chaque cellule en fonction de son identité, ainsi que de ses besoins immédiats.

L’ARN messager est, lui aussi, une information génétique, et il n’est pas capable d’assurer la fonction qu’il code. Les ARN messagers de la cellule sont donc traduits en protéines qui établissent activement les fonctions initialement codées dans le génome. L’ensemble des protéines d’une cellule s’appelle le protéome, qui est le produit fonctionnel de l’expression génique.

Le métabolome représente tous les métabolites, c’est-à-dire les glucides, les lipides, les acides aminés et les acides nucléiques. A la différence de la triade génome-transcriptome-protéome, le métabolome n’est pas encodé.

Dans la cellule, les protéines remplissent un rôle actif et dirigé : elles imputent une direction à chacun des processus biologiques dans lesquelles elles interviennent. A l’inverse, les métabolites agissent de manière passive dans la cellule et nécessitent l’intervention de protéines pour les organiser. Par exemple, même si les lipides sont essentiels pour la formation de la membrane plasmique, ce sont des protéines qui sont responsables de leur production et de leur assemblage.

Par conséquent, une corrélation qui pourrait être faite entre ces quatre grands ensembles serait que l’expression du génome définit un transcriptome, puis un protéome spécifique qui façonne le métabolome. Réciproquement, le métabolome régule l’expression génique pour que la cellule adapte en permanence son protéome à son état métabolique. Toutefois il ne faut pas oublier que le contrôle du métabolome ne fait partie que de l’une des fonctions du protéome, qui remplit aussi de nombreux autres rôles comme la communication de la cellule avec son environnement ou la structuration de la cellule. Origine : RTS Radio Télévision Suisse, succursale de la Société suisse de radiodiffusion ettélévision– Source : https://www.rts.ch/decouverte/sante-et-medecine/corps-humain/9022318-quelle-est-la-correlation-entre-genome-transcriptome-proteome-et-metabolome-regulation-de-l-expression-des-genes-.html

Analyse méta-omique

Définition de Métaomique d’après Wikipédia

La « métaomique » ou « méta-omique » est l’ensemble des « technologies permettant d’appréhender dans leur globalité des systèmes biologiques complexes et dynamiques » (définition retenue par le rapport prospective 2016 publié par le ministère de l’Économie)1. Elle s’intéresse à l’analyse de « quantités massives des données, telles qu’un ensemble de gènes (génomique2), d’ARN (transcriptomique), de protéines (protéomique3), de métabolites (métabolomique) » 1.

Enjeux

Un enjeu est de développer une approche plus holistique des systèmes vivants complexes, en passant par le niveau cellulaire en tant qu’intégrateur des niveaux supérieurs et premier lieu d’expression du niveau génétique.

La métaomique cherche ainsi à étudier la cellule à plusieurs niveaux : en tant que cellule, via ses métabolites, ses fluides… tout en cherchant à appréhender les liens et interactions entre génotypes et phénotypes, et entre gènes et environnement.

Ce secteur en plein développement aux États-Unis et au Japon présente un important potentiel économique et sanitaire, ce qui l’a fait identifier comme stratégique en 2016 en France1.

Une Analyse AFOM de 20161 conclue que ce secteur présente des atouts en termes de force de recherche car « dynamique et structurée », avec en France des « Acteurs académiques d’envergure internationale », mais encore peu de leaders industriels sur la métaomique, notamment positionnés sur la métabolomique.
Des marchés applicatifs très dynamiques (biomarqueurs, sécurité alimentaire) constituent des opportunités, de même que des technologies de rupture (on passe de l’analyse d’un type cellulaire à celle des interactions entre « individus » dans des systèmes complexes et dynamique, pouvant également regrouper différents types cellulaires. Technologies permettant d’étudier directement les impacts de l’environnement sur l’expression génique et le phénotype. Il existe cependant des menaces sur ce secteurs en raison 1° ) du facteur limitant que constituent l’annotation et l’interprétation des données et 2°) des coûts pour les PME dans un contexte de forte concurrence des États-Unis et du Japon (pour les biomarqueurs en particulier).

Sous-ensembles

La métaomique s’appuie notamment sur :

  • la génomique, la transcriptomique et la protéomique, trois approches visant à caractériser et comprendre l’expression du patrimoine génétique ;
  • la métabolomique, dont l’objet est « la quantification simultanées de milliers de métabolites (acides aminés, sucres, acides gras...) » au sein d’échantillons biologiques. La présence ou absence de ces métabolites peut refléter une activité biologique d’intérêt ou révéler des perturbations physiologiques, toxicologiques, écotoxicologiques, génétiques ou nutritionnelles. Ceci fait de certains métabolites des biomarqueurs (de dépistage, prédictifs d’efficacité, de diagnostic, etc.).
    Outils techniques

La métabolomique utilise la chromatographie liquide haute performance, la chromatographie en phase gazeuse et l’électrophorèse capillaire (méthodes de séparation), couplées à la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire ou la spectrométrie de masse (méthodes de détection).

Champ d’application

Actuellement, il s’agit principalement des secteurs thématiques suivant :

  • la santé (via le développement des biomarqueurs, via le diagnostic moléculaire et via la recherche de nouveaux médicaments, avec en particulier les études de toxicologie, précliniques et pharmacocinétiques). Les secteurs médicaux les plus en pointe seraient de ce point de vue l’oncologie, la neurologie et ce qui concerne le système cardiovasculaire. Les études de prospectives évoquent aussi la médecine personnalisée et la médecine prédictive1.
  • l’alimentation ; dans ce domaine la métaomique peut contribuer au développement de :
    • l’« épidémiologie nutritionnelle (dont en aidant à caractériser les consommations alimentaires individuelles réelles, et à vérifier les effets métaboliques de divers types de régimes alimentaires »1 ;
    • la nutrigénomique, qui est également mobilisable pour l’étude des interactions entre gènes et nutriments : le phénotypage des métabolites de nutriments et micro-constituants issus de la digestion et l’étude des interactions entre génotype, alimentation et métabolisme permettent l’amélioration de la prévention de certaines maladies métaboliques ou chroniques (cancers, obésité, diabète, problèmes cardiovasculaires, etc.)1 ;
    • la génétique appliquée aux biotechnologies, avec par exemple l’amélioration variétale des végétaux ;
    • la sécurité alimentaire car la métabolomique peut qualifier plus objectivement la valeur nutritive des aliments ou mettre en évidence une contamination chimique, biologique ou radioactive de cet aliment. Elle peut détecter des effets synergiques (négatifs ou positifs) avant même qu’ils soient compris 1.
  • l’environnement ; car la métaomique vise l’analyse de milieux et systèmes complexes, par des biomarqueurs plus pertinents et précis. La métabolomique permet par exemple de détecter des perturbations d’espèces végétales, animales ou fongiques ou microbiennes (réponses face à un stress biotique ou abiotique, une présence de contaminants, etc.), ou d’affiner la détection de variétés végétales ou animales, ou des espèces ou variants nouveaux de bactéries utiles ou pathogènes, et d’étudier les réponses de ces taxons à des toxiques, à des perturbateurs endocriniens ou à des changements discrets de leur environnement (température, salinité, trophie, radioactivité, etc.). Elle peut guider le chercheur dans l’identification des voies métaboliques impliquées dans ces réponses, et aider à expliquer certains mécanismes de toxicité ou d’écotoxicité de certaines molécules actives ou d’adjuvants, même quand les causes sont « sociales » ou multifactorielles et complexes ; ceci pour tous les compartiments de l’environnement (eau, air, sol, écosystèmes, microbiote...)1.
  • la biologie prédictive (dans un futur encore hypothétique), au profit de la sécurité alimentaire et de l’adaptation au changement climatique1.
    Technologie-clé ?

En 2016, le ministère de l’économie a classé la métaomique parmi les 47 technologies clés pour la décennie 2015-2025, et en son sein « principalement la métabolomique (qui) est porteuse d’innovation dans tous les domaines des sciences du vivant. Elle permet une vision globale, simultanée et dynamique des phénomènes survenant au sein d’une cellule, d’un organisme ou d’un métabolisme, et ainsi d’élargir le prisme d’observation, tout en intégrant les interactions entre le génome et l’environnement. L’impact sur l’étude de phénomènes intervenant dans des systèmes complexes, en particulier les milieux comme l’air, le sol ou l’eau, ou sur des maladies multifactorielles, comme l’obésité ou le diabète Type 2, est substantiel. En outre, la métabolomique introduit une dimension prédictive dans les diagnostics à travers l’identification de marqueurs précoces, et ouvre la voie vers une médecine non plus seulement curative mais également prédictive »1. Selon ce même rapport1, elle doit cependant être développée en liens avec d’autres technologies classées comme stratégiques dont :

  • Ingénierie génomique. Celle-ci a fait de rapides progrès, permis par ceux du séquençage d’ADN qui est une des bases de la métaomique ;
  • Microfluidique : C’est l’une des techniques d’instrumentation qui a fait progresser plusieurs des technologies de métaomique, dont le séquençage génétique ;
  • Modélisation, simulation et ingénierie numérique, afin de mieux évaluer (par des biomarqueurs pertinents) le comportement et les rétroactions des métabolites dans des environnements complexes ;
  • Chimie verte, qui a besoin de la métaomique pour mieux comprendre le fonctionnement des cellules, molécules et microorganismes d’intérêt dans le domaine de la chimie verte ;
  • Solutions innovantes de protection et de stimulation des végétaux : Une partie des techniques de la métaomique visent à explorer les moyens naturels de défense des cultures et de croissance des plantes, et les effets de l’environnement sur ces mécanismes. Il s’agit aussi de caractériser, molécules, organismes ou symbioses ayant un rôle « stimulateurs » ;
  • Probiotiques (quand ils sont par exemple au service de la biopréservation ou de la nutrition) car la métaomique peut améliorer la connaissance des caractéristiques, la croissance et le comportement de microorganismes et de cellules dans des environnements complexes ;
  • « Valorisation et intelligence des données massives » car : la métaomique nécessite des moyens d’analyse de big data pour correctement traite et bien interpréter ses données.
    L’article complet est à lire sue ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9taomique

Méta-omiques & écosystèmes microbiens

Le métaprogramme MEM initié en 2010, est un programme de recherche transdisciplinaire et transversal qui implique des équipes de microbiologistes associés à des mathématiciens concernés par des approches globales de différents écosystèmes microbiens.

Le préfixe Méta- signifie « ce qui est au-delà de, ce qui dépasse et englobe ». Le suffixe -omique correspond à des technologies qui permettent d’étudier un grand nombre de données concernant un ensemble d’objets biologiques, telles qu’un ensemble de gènes (génomique), d’ARN (transcriptomique), de protéines (protéomique), de métabolites (métabolomique), etc...

Les approches méta-omiques sont donc utilisées pour appréhender dans leur globalité des écosystèmes microbiens complexes tels que l’ensemble des micoorganismes du sol, de l’intestin humain ou des aliments fermentés. 

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Voir également :

[PDF] Introduction à l’analyse méta-omics – Inra genoweb.toulouse.inra.fr/ formation/M2_bioinfo/coursMetaOmicsM2bioinfo.pdf-* Source : http://genoweb.toulouse.inra.fr/ formation/M2_bioinfo/coursMetaOmicsM2bioinfo.pdf

Image associée

Immunome - From Wikipedia, the free encyclopedia

The Immunome is the set of the genes and proteins that constitute the immune system.[1] Typically, immunomes are studied using immunofluorescence microscopy to determine the presence and activity of immune-related enzymes and pathways.[2]

References

’IAVI Report - Prepping for the Immunome’. Iavireport.org. Retrieved April 25, 2016.

Biancotto, A ; McCoy, JP (2014). ’Studying the Human Immunome : The Complexity of Comprehensive Leukocyte Immunophenotyping’. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 377 : 23–60. doi :10.1007/82_2013_336. PMC 4184245. PMID 23975032.

Source : https://en.wikipedia.org/wiki/Immunome

Que sont le Métabolome et la Métabolomique ?

Métabolome selon Wikipédia

Le métabolome est constitué de l’ensemble des petites molécules, les métabolites, tels que les intermédiaires métaboliques, les hormones et autres molécules signal ainsi que les métabolites secondaires, qui peuvent être trouvées dans un échantillon biologique. Ce terme d’origine anglo-saxonne a été proposé par Oliver et al. en 19981, par analogie avec les termes génome, protéome et transcriptome. À l’égal de ces autres systèmes, le métabolome est dynamique et changera donc dans le temps.

Notes et références

Voir aussi :

La Métabolomique : une approche sophistiquée globale du vivant Par Denis LAIRON, Directeur de recherche – Source : http://www.itab.asso.fr/downloads/colloque-peuv/3_lairon.pdf

Article Wikipédia sur le Microbiome

Le microbiome (du grec micro, «  petit  », et bios, «  vie  ») est l’« aire biotique » (aire de vie) du microbiote, le mot microbiote désignant ici les espèces autrefois regroupées sous le terme « microflore », c’est-à-dire celles qui prédominent ou sont durablement adaptées à la surface et à l’intérieur d’un organisme vivant 1.

Ce terme est introduit en 2001 par le généticien et microbiologiste américain Joshua Lederberg pour intégrer la notion d’une communauté écologique comprenant symbiotes, commensaux et pathogènes partageant l’espace corporel humain, dans le but de reconnaître leur fonction de déterminants de la santé et de la maladie 2.

En anglais, le terme microbiome fait référence aux génomes (données génétiques) d’un microbiote. Cette définition ne semble cependant pas faire consensus parmi les auteurs français : d’après Pascale Cossart « on parle de ’microbiote’ pour désigner l’ensemble des espèces microbiennes présentes dans un environnement, et de ’microbiome’ quand il s’agit de l’ensemble des gènes présents dans ce microbiote » 3.

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Phytobiome (ou microbiome d’un végétal) occupant l’endosphère (toute la plante) et ici aussi représenté compartimenté, dont en rhizosphère (sur et à proximité des racines), et phyllosphère (sur et sous les feuilles uniquement). On retrouve aussi sur (voire dans) la plante des microbes plus ou moins ubiquistes et opportunistes, éventuellement pathogènes provenant de l’air et du sol.

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La muqueuse de l’estomac (ici vue en coupe, au microscope) abrite certains micro-organismes, en dépit de l’extrême acidité du milieu stomacal.
L’une de ces espèces (Helicobacter pylori) joue un rôle dans l’ulcère gastro-duodénal.

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Découvrir le Microbiote avec Wikipédia

Photo - Escherichia coli, l’une des espèces bactériennes sous-dominantes du microbiote intestinal

Le microbiote est l’ensemble des micro-organismes (bactéries, microchampignons, protistes, virus) vivant dans un environnement spécifique (appelé microbiome) chez un hôte (animal : zoobiote ; végétal : phytobiote ; aérien : aérobiote) ou une matière (d’origine animale ou végétale).

Photo - Candida albicans est l’un des nombreux champignons qui peut naturellement se développer dans l’intestin, contribuant à la digestion, mais pathogène s’il se surdéveloppe ou colonise d’autres organes.

Photo - Toute croissance anormale de cet organisme (Clostridium difficile) est nuisible, voire fatale pour l’hôte.

Les moyens techniques permettant d’étudier le microbiote ont longtemps été limités, seule une minorité d’espèces bactériennes pouvant être cultivée in vitro. La mise au point des techniques de séquençage haut débit du matériel génétique à partir de 2005 ont donné un nouvel élan à cette recherche, avec la construction de banques de clones métagénomiques contenant de grands fragments du métagénome intestinal 1. Cette technique a notamment remis en cause le nombre de micro-organismes qui était estimé dans les années 1970 à dix ou cent fois le nombre moyen de cellules de l’organisme humain. Une étude en 2016 2 évalue le microbiome (constitué essentiellement du microbiote intestinal humain) à environ 39 000 milliards de bactéries et celui des cellules du corps humain moyen à environ 30 000 milliards, le rapport se rapprochant ainsi de 1:1 plutôt que de 10:1 ou 100:1. Chaque humain abriterait 200 à 250 espèces différentes de bactéries 3. Ces caractéristiques justifient que le microbiote intestinal, couramment appelé « flore intestinale », soit considéré comme un organe spécifique, et que l’homme symbiotique soit surnommé Homo microbicus 4.
Au même titre que le microbiote intestinal (et plus généralement du microbiote de l’organisme humain), il existe également un microbiote chez les végétaux 5, et par extension un microbiote du sol (de la rhizosphère notamment 6) et de la surface des fruits 7 et de l’océan, mais le mot « microbiote » est le plus souvent utilisé pour les animaux.

Un autre pan de la recherche in vivo porte sur les animaux ou les végétaux dont le microbiote est contrôlé puisqu’ils sont étudiés dans un environnement sans bactéries dit gnotobiotique (gnotos, « connu », biota, « biote ») 8. La science qui les étudie est la gnobiologie 9.

La théorie hologénomique de l’évolution (en) postule que les forces évolutives agissent sur l’holobionte (animal ou plante associé à leurs micro-organismes) et que le devenir évolutif des symbiotes est lié à celui de l’hôte.

Les recherches n’ont pas dépassé le stade exploratoire et les connaissances dans ce domaines sont encore limitées. Ces hypothèses scientifiques prometteuses donnent lieu à des spéculations sur le microbiote intestinal humain, parfois qualifié par les vulgarisateurs de « deuxième cerveau » 10.

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2e Journée mondiale : comment se forme le microbiote chez les nouveau-nés  ? Par Charlène Catalifaud - 27.06.2019 – Illustration en couleurs Crédit Photo : PHANIE Zoom – Document : ’lequotidiendumedecin.fr/’

microbiote

Mots clés : Bactériologie - Microbiote - Pédiatrie

Le microbiote intestinal est un écosystème complexe qui renferme des milliards de micro-organismes. Comment se forme-t-il chez le tout-petit et quels sont les facteurs qui influencent sa composition ? Le point avec le Dr Alexis Mosca, pédiatre gastro-entérologue à l’hôpital Robert-Debré (AP-HP), alors que se tient ce 27 juin la 2e Journée mondiale du microbiome.

Moindre diversité microbienne

Le microbiote se constitue au fil du temps, probablement dès la vie utérine. Néanmoins, «  tout commence bien avant la naissance, car notre écosystème intestinal a co-évolué avec notre espèce », explique le pédiatre. Les changements de modes de vie l’ont profondément modifié. « Le développement des pratiques d’hygiène, la découverte des antibiotiques et la nourriture industrielle ont contribué à appauvrir notre microbiote », souligne le Dr Mosca. Une moindre diversité microbienne qui s’est accompagnée au cours de ces dernières décennies d’une augmentation de l’incidence de certaines maladies telles que l’asthme ou la maladie de Crohn. « Ces maladies commencent à émerger dans les pays qui développent un mode de vie industriel, ce qui témoigne du rôle de notre environnement », remarque le pédiatre.

Des études réalisées chez la souris ont mis en évidence un effet transgénérationnel. L’une d’entre elles (1) a comparé deux groupes de souris (dépourvues de germes) : le premier a reçu le microbiote d’enfants nés en bonne santé de mères obèses, le second le microbiote d’enfants nés de mères de poids normal. Les deux groupes de souris ont été soumis à des régimes riches en graisses : celles du premier groupe ont plus de risque de développer une stéatose hépatique. « Cela montre le caractère héritable de la dysbiose intestinale  », souligne le Dr Mosca.

La génétique influence peu le microbiote

Une cohorte danoise menée auprès de 10 000 enfants (2) suggère par ailleurs que le fait de modifier le microbiote de la mère au cours de la grossesse a une influence sur la descendance : les enfants exposés in utero à des antibiotiques étaient associés à un surrisque de surpoids ou d’obésité entre 7 et 16 ans.

Sous l’influence de différents facteurs, «  le microbiote va passer d’une flore dominée par des bactéries anaérobies facultatives à une flore anaérobie stricte après la naissance », poursuit le Dr Mosca. « La génétique influence très peu notre microbiote intestinal, qui serait modulé à 98 % par notre environnement  », précise-t-il.

La voie de naissance est un des facteurs majeurs influençant la composition du microbiote intestinale. Les données récentes montrent néanmoins que cette composition n’est pas si différente selon que les bébés sont nés par césarienne ou par voie naturelle, et que la césarienne n’est pas autant associée à un surrisque de pathologie que suggéré précédemment.

L’alimentation façonne aussi le microbiote de l’enfant. «  Le lait maternel contient des oligosaccharides complexes, ce qui permet de nourrir à la fois le bébé et son microbiote. Il s’agit d’une spécificité de l’espèce humaine, explique le Dr Mosca. L’allaitement maternel est le facteur qui influence le plus la composition du microbiote.  »

L’influence des médicaments

La prise de médicaments comme les antibiotiques peut également perturber l’installation du microbiote intestinal de l’enfant. «  Ces perturbations précoces du microbiote semblent favoriser la survenue de maladie quelques années plus tard, telles que l’obésité, des allergies…  », rapporte le Dr Mosca.

Il est néanmoins possible d’agir et d’influencer le microbiote naissant, notamment par le biais des probiotiques. * Dans le cadre de l’événement « le Microbiote dans tous ses états » organisé par le laboratoire Gallia le 27 mai 2019

(1) T. K. Soderborg et al., Nat Commun, doi : 10.1038/s41467-018-06929-0, 2018
(2) A. Mor et al., Int J Obes (Lond). doi : 10.1038/ijo.2015.129, 2015.

Source : https://www.lequotidiendumedecin.fr/actualites/article/2019/06/27/2e-journee-mondiale-comment-se-forme-le-microbiote-chez-les-nouveau-nes-_870327

Protéome et Protéomique d’après Wikipédia

Protéome

Le protéome est l’ensemble des protéines exprimées dans une cellule, une partie d’une cellule (membranes, organites) ou un groupe de cellules (organe, organisme, groupe d’organismes) dans des conditions données et à un moment donné.

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Protéomique

Photo - Analyseur

La protéomique désigne la science qui étudie les protéomes, c’est-à-dire l’ensemble des protéines d’une cellule, d’un organite, d’un tissu, d’un organe ou d’un organisme à un moment donné et sous des conditions données.

Dans la pratique, la protéomique s’attache à identifier de manière globale les protéines extraites d’une culture cellulaire, d’un tissu ou d’un fluide biologique, leur localisation dans les compartiments cellulaires, leurs éventuelles modifications post-traductionnelles ainsi que leur quantité.

Elle permet de quantifier les variations de leur taux d’expression en fonction du temps, de leur environnement, de leur état de développement, de leur état physiologique et pathologique, de l’espèce d’origine. Elle étudie aussi les interactions que les protéines ont avec d’autres protéines, avec l’ADN ou l’ARN, ou d’autres substances.

La protéomique fonctionnelle étudie les fonctions de chaque protéine. La protéomique étudie enfin la structure primaire, secondaire et tertiaire des protéines

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Information sur le Transcriptome

Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.

Illustration - Puces à ADN employée pour analyser l’expression de gènes humains à gauche, de souris à droite.

Le transcriptome est l’ensemble des ARN issus de la transcription du génome. L’analyse transcriptomique peut caractériser le transcriptome d’un tissu particulier, d’un type cellulaire, ou comparer les transcriptomes entre différentes conditions expérimentales.

Caractérisation du transcriptome

La caractérisation et la quantification du transcriptome dans un tissu donné et dans des conditions données permettent d’identifier les gènes actifs, de déterminer les mécanismes de régulation d’expression des gènes et de définir les réseaux d’expression des gènes (Réseaux de co-expression de gènes).

Outils d’analyse

Les techniques couramment utilisées pour mesurer simultanément la concentration d’un grand nombre de types différents d’ARN messagers incluent les puces à ADN, le CAGE, le SAGE et, plus récemment, le séquençage d’ARN à haut débit dit RNA-Seq.

Après la mort

Dans les 48 h qui suivent la mort, une partie des gènes continuent à s’exprimer ou s’expriment à nouveau pour des gènes qui étaient inhibé depuis la fin de la vie fœtale. On parle alors de thanatotranscriptome ou dans le cas plus spécifique de l’apoptose de « thanatotranscriptome apoptotique »1

Article détaillé : Thanatotranscriptome.

Notes et références

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1. Journée mondiale du microbiome - 27 juin 2019 - 11h23

2. Compréhension actuelle du microbiome humain

3. Nos capacités physiques pourraient être boostées par une bactérie - Des chercheurs ont identifié l’influence d’une bactérie dans les performances des marathoniens, et veulent l’exploiter. Par Mathias Lapierre Twitter@Mat_L8 26 juin 2019

4. L’analyse méta-omique d’athlètes élites de haut niveau a permis d’identifier une bactérie qui améliore les performances et qui fonctionne via le métabolisme du lactate

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1.
Journée mondiale du microbiome - 27 juin 2019 - 11h23 | Par INSERM (Salle de presse) | Journée mondiale

Illustration - Microbiote (marquage rouge par la méthode FISH) et intestin (marquage vert/conversion DAPI). Mise en évidence du positionnement de la flore intestinale commensale pour l’essentiel à distance de la surface épithéliale du fait de la présence de mucus et des molécules antimicrobiennes à qui il sert de matrice. Illustration de l’environnement auquel Lactobacillus est confronté lors de son processus de colonisation et d’établissement - ©Inserm/Pédron, Thierry

Ce jeudi 27 juin 2019 a lieu la journée mondiale du microbiome. A cette occasion, nous vous proposons une compilation de quelques ressources sur le sujet.

Notre tube digestif abrite pas moins de 1012 à 1014 micro-organismes, soit 2 à 10 fois plus que le nombre de cellules qui constituent notre corps. Cet ensemble de bactéries, virus, parasites et champignons non pathogènes constitue notre microbiote intestinal (ou flore intestinale).

Son rôle est de mieux en mieux connu et les chercheurs tentent aujourd’hui de comprendre les liens entre les déséquilibres du microbiote et certaines pathologies, en particulier les maladies auto-immunes et inflammatoires.

Le microbiome correspond à l’’ensemble des gènes des micro-organismes du microbiote.

Depuis 2016, la recherche sur le microbiote fait partie des programmes scientifiques transversaux de l’Inserm qui s’intéressent à des axes de recherche prioritaires : consultez ici l’appel à projet microbiote 2016 de l’Inserm

Pour en savoir plus et connaître nos chercheurs référents sur le sujet, consultez nos derniers communiqués de presse sur le microbiote :

https://presse.inserm.fr/decouverte-dune-reaction-immunitaire-cruciale-lors-de-la-diversification-alimentaire-pour-prevenir-lapparition-des-maladies-inflammatoires/34142/

https://presse.inserm.fr/plus-de-6000-genes-de-resistance-aux-antibiotiques-decouverts-dans-le-microbiote-intestinal-2/33094/

https://presse.inserm.fr/decryptage-du-lien-entre-microbiote-intestinal-et-allergie-cutanee/32548/

https://presse.inserm.fr/obesite-combattre-les-effets-deleteres-dun-foie-trop-gras-grace-au-microbiote/31980/

https://presse.inserm.fr/linfluence-du-microbiote-intestinal-sur-le-metabolisme-du-tryptophane-et-sur-notre-sante/31709/

https://presse.inserm.fr/lorganisation-du-microbiote-intestinal-regie-par-les-anticorps/31263/

Pour citer cet article : C’est dans l’air – Salle de Presse Inserm Journée mondiale du microbiome Lien : https://presse.inserm.fr/journee-mo... - Salle de presse - Plan du site Mentions légales

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Image associée

Source : https://presse.inserm.fr/journee-mondiale-du-microbiome/35499/

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2.
Compréhension actuelle du microbiome humain

Titre de l’article d’original : Current understanding of the human microbiome

Référence : Review Article | Published : 10 April 2018 - Nature Medicine volume 24, pages 392–400 (2018) | Download Citation

Auteurs ! Martin J Blaser et al - This article has been updated

Traduction du résumé

Notre compréhension du lien entre le microbiome humain et les maladies, notamment l’obésité, les maladies inflammatoires de l’intestin, l’arthrite et l’autisme, est en pleine expansion.

L’amélioration du débit et de la précision du séquençage de l’ADN des génomes des communautés microbiennes associées aux échantillons humains, complétée par l’analyse des transcriptomes, des protéomes, des métabolomes et des immunomes et par des expériences mécanistes dans des systèmes modèles, a considérablement amélioré notre capacité à comprendre la structure. et la fonction du microbiome à la fois dans des états malades et sains.

Cependant, de nombreux défis demeurent. Dans cette revue, nous nous concentrons sur des études chez l’homme pour décrire ces défis et proposer des stratégies qui exploitent les connaissances existantes pour passer rapidement de la corrélation à la causalité et finalement à la traduction en thérapies.

Source : https://www.nature.com/articles/nm.4517

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3.
Nos capacités physiques pourraient être boostées par une bactérie - Des chercheurs ont identifié l’influence d’une bactérie dans les performances des marathoniens, et veulent l’exploiter. Par Mathias Lapierre Twitter@Mat_L8 26 juin 2019 - Photo - Représentation de bactéries. Crédit : Futura-Sciences

Demain, se décider à faire du sport pourrait se révéler beaucoup plus simple. Des chercheurs du centre de recherche américain Joslin Diabetes ont découvert une bactérie qui augmente la résistance et les capacités physiques. Appelée Veillonella atypica, elle a été identifiée en comparant le microbiote des marathoniens de Boston en 2015 et ceux des personnes sédentaires, nous rapporteFutura-Sciences.

Une bactérie présente en abondance chez les marathoniens

Non, ce n’est pas une légende. Finalement, les marathoniens ont bien un petit quelque chose en plus pour boucler avec autant d’efficacité des courses de 42km195. C’est Veillonella atypica, une bactérie du genre Veillonella. Son importance dans leurs performances a pu être établie à partir de l’analyse des échantillons fécaux des coureurs du Marathon de Boston dans une période d’une semaine avant et après l’évènement.

Cette analyse a permis d’identifier les bactéries présentes dans le microbiote (la somme des micro-organismes vivants dans un hôte animal ou végétal) des marathoniens. En les comparant à celles présentes dans le micriobiote des personnes sédentaires, une évidence s’est imposée. Veillonella était bien plus présente chez nos amis sportifs. Particulièrement après un marathon, mais aussi de manière conséquente au repos.

Veillonella a une influence sur la performance sportive

Après avoir fait cette découverte, les chercheurs ont isolé la bactérie. Ils l’ont ensuite administré à des souris, et le résultat a été sans équivoque : leurs capacités de course ont augmentées du fait de ce « traitement ». Si la bactérie est aussi efficace, c’est car elle aide à combattre notre ennemi numéro 1 des cours d’EPS : l’acide lactique. Pour rappel, c’est la substance à l’origine des nausées que l’on éprouve suite à un grand effort physique.

Concrètement, Veillonella fait même plus que combattre l’acide lactique produit par nos muscles. Elle le convertit en propionate, un acide gras à chaîne courte. Notre organisme prend ensuite le relais et met à profit cet acide pour augmenter ses capacités physiques. Veillonella est véritablement l’ennemi de l’acide lactique, c’est en lui qu’il va piocher toute son alimentation en carbone.

Bientôt la bactérie utilisée pour augmenter nos capacités physiques ?

Au vu des performances de cette bactérie, on se plaît à imaginer un monde où on pourrait se la greffer pour faire de l’exercice plus longtemps et presque sans douleurs. Visiblement, nous ne sommes pas les seuls. Dans un communiqué, Aleksandar Kostic, l’un des chercheurs ayant travaillé sur cette recherche, a déclaré : « Ce que nous envisageons est un supplément probiotique que les gens peuvent prendre pour augmenter leur capacité à faire de l’exercice de manière significative et donc à se protéger contre les maladies chroniques, notamment le diabète ».

On espère que le projet sera couronné de succès. Dans le cas contraire, d’autres solutions représentent de sérieuses pistes pour augmenter les capacités physiques des hommes et lutter contre le diabète. Des chercheurs pensent pouvoir guérir le diabète de type 1 grâce à des cellules souches. Dans le même temps, d’autres scientifiques ont inventé un substitut des muscles, qu’on imagine sans mal devenir plus performant que ces derniers d’ici quelques années.

médecineSport

Source : https://siecledigital.fr/2019/06/26/nos-capacites-physiques-pourraient-etre-boostees-par-une-bacterie/?utm_source=Newsletter+Si%C3%A8cle+Digital&amp ;utm_campaign=4f16c54453-RSS_EMAIL_CAMPAIGN&utm_medium=email&utm_term=0_3b73bad11a-4f16c54453-259561653

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4.
L’analyse méta-omique d’athlètes élites de haut niveau a permis d’identifier une bactérie qui améliore les performances et qui fonctionne via le métabolisme du lactate

Titre de l’article d’original : Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism

Auteurs : Jonathan Scheiman, et al

Référence : Nature Medicine (2019) | Download Citation

Traductions du résumé

Le microbiome intestinal humain est associé à de nombreux états de santé et de maladies humaines [Voir l’article traduit ci-dessus : Gilbert, J. A. et al. Current understanding of the human microbiome. Nat. Med. 24, 392–400 (2018)].

Le répertoire métabolique du microbiome intestinal est vaste, mais les conséquences sur la santé de ces voies bactériennes sont mal comprises. Dans cette étude, nous identifions un lien entre les membres du genre Veillonella et la performance physique. Nous avons observé une augmentation de l’abondance relative de Veillonella chez les coureurs de marathon après le marathon et isolé une souche de Veillonella atypica à partir d’échantillons de selles.

L’inoculation de cette souche à des souris a considérablement augmenté le temps de traitement exhaustif sur un tapis roulant. Veillonella utilise le lactate comme seule source de carbone, ce qui nous a incités à effectuer une analyse métagénomique au canon dans une cohorte d’athlètes de haut niveau.

Nous avons constaté que chaque gène d’une voie majeure métabolisant le lactate en propionate présentait une abondance relative plus élevée après l’exercice. En utilisant du lactate marqué au 13C3 chez des souris, nous démontrons que le lactate sérique traverse la barrière épithéliale dans la lumière de l’intestin.

Nous montrons également que l’instillation intra-rectale de propionate est suffisante pour reproduire la performance accrue du temps de fonctionnement du tapis roulant observée avec V. atypica gavage. Prises ensemble, ces études révèlent que V. atypica améliore le temps d’exécution par la conversion métabolique du lactate induit par l’exercice en propionate, identifiant ainsi un processus enzymatique naturel, codé par le microbiome, qui améliore les performances sportives.

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Accès aux articles concernant ‘microbiote et microbiome’ et postés sur ISIAS

’Comment des microbes inféodés aux végétaux pourraient nourrir le monde et sauver des espèces en voie de disparition : approfondir l’étude du microbiote des végétaux pourrait aider les futurs agriculteurs et les défenseurs de l’environnement’ par Amber Dance , vendredi 8 février 2019 par Dance Amber - français

’Notre monde intestinal méconnu : le microbiote humain’ par la Dr Eva Sirinathsinghji , jeudi 30 juillet 2015 par Sirinathsinghji Eva - français

’La flore microbienne intestinale (microbiote) influence la prédisposition et les traitements des cancers’ par la Dr Eva Sirinathsinghji , jeudi 13 août 2015 par Sirinathsinghji Eva - français

’L’herbicide 2,4-D perturbe le microbiome à une dose correspondant à celle des usages professionnels’ par GMWatch , dimanche 5 mai 2019 par GM Watch - français

’Des bactéries intestinales datées du Miocène (12 millions d’années) ont co-évolué avec les Hominidés et les transplantations fécales sont maintenant utilisées comme bactériothérapie’, par Jacques Hallard , lundi 1er août 2016 par Hallard Jacques - français

’Comment les microbes influencent notre esprit, notre humeur et notre comportement’ par le Dr Eva Sirinathsinghji , dimanche 7 juin 2015 par Sirinathsinghji Eva - français

’Comment les bactéries intestinales peuvent affecter l’anxiété. De minuscules molécules d’ARN pourraient être la clé de l’effet que les microbes exercent à longue distance sur le cerveau’ par Maria Temming , jeudi 14 septembre 2017 par Temming Maria - français

’Un ensemble de microbes intestinaux peut déclencher la maladie de Parkinson’ par Laurel Hamers , dimanche 11 décembre 2016 par Hamers Laurel - français

’La matière microbienne sort de l’obscurité _ Des scientifiques identifient des bactéries qui défient les règles établies de la biochimie’, par Laura Beil

mardi 22 novembre 2016 par Beil Laura - français ,

’Pour réglementer les greffes fécales (fécalothérapie), l’organisme états-unien chargé des médicaments et de l’alimentation (la FDA) doit d’abord répondre à une question sérieuse : Que sont donc les matières fécales ?’ par Bethany Brookshire , dimanche 17 juin 2018 par Brookshire Bethany - français

’L’étonnante biodiversité des écosystèmes microbiens et leurs effets sur la santé’ par Jacques Hallard , samedi 1er août 2015 par Hallard Jacques - français

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Auteur : Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 01/07/2019

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

http://www.isias.lautre.net/

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard921@orange.fr

Fichier : ISIAS Microbiome Sport En biologie, les technologies d’analyse méta-omiques se généralisent 2

Mis en ligne par Pascal Paquin de Yonne Lautre, un site d’information, associatif et solidaire(Vie du site & Liens), un site inter-associatif, coopératif, gratuit, sans publicité, indépendant de tout parti.

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