Une étude révèle des bactéries clés pour le développement de probiotiques personnalisés pour les nouveau-nés
Les nouveau-nés possèdent l'une des trois bactéries pionnières dans leur intestin peu après la naissance, dont l'une pourrait être utilisée pour développer de nouveaux probiotiques thérapeutiques personnalisés pour nourrissons, montrent les chercheurs.
Dans la plus grande étude sur les microbiomes des bébés au Royaume-Uni à ce jour, des chercheurs du Wellcome Sanger Institute, de l'University College London (UCL) et de l'Université de Birmingham ont utilisé le séquençage du génome entier pour analyser des échantillons de selles de 1 288 nourrissons en bonne santé, tous âgés de moins d'un mois, issus de l'UK Baby Biome Study.
Cette recherche, publiée aujourd'hui (6 septembre) dans Microbiologie de la naturea découvert que l'une de ces bactéries pionnières bénéfiques était génétiquement adaptée pour utiliser pleinement les nutriments du lait maternel, ce qui suggère qu'elle est la plus apte à prospérer dans le microbiome d'un bébé. L'équipe a découvert que cette bactérie peut également empêcher les agents pathogènes de coloniser l'intestin du bébé, soulignant son potentiel important en tant que probiotique naturel.
Ces résultats pourraient favoriser le développement de formules pour nourrissons et de probiotiques thérapeutiques contenant les souches naturelles les plus efficaces pour l'intestin du bébé. Actuellement, la plupart des probiotiques pour nourrissons commercialisés contiennent une souche bactérienne différente, absente des microbiomes précoces des nourrissons dans les sociétés industrialisées comme le Royaume-Uni et les États-Unis.
En plus des deux bactéries pionnières bénéfiques, les chercheurs ont mis en évidence une troisième bactérie considérée comme dangereuse car elle peut conduire à la colonisation de bactéries résistantes aux antibiotiques. Cela peut interférer avec le développement du microbiome du nourrisson et augmenter le risque de colonisation de l'intestin par des agents pathogènes.
À l’avenir, il sera possible de prédire le développement du microbiote intestinal d’un bébé en cartographiant son profil de microbiote intestinal juste après la naissance afin d’évaluer les bactéries pionnières dont il est porteur. Si nécessaire, un probiotique personnalisé pourrait être administré pour favoriser le développement sain du microbiote et protéger contre les infections potentiellement pathogènes.
Des recherches plus poussées, comme le projet Microbes, Milk, Mental Health and Me (4M), sont nécessaires pour comprendre l’impact des bactéries pionnières sur la santé. Ce projet, codirigé par le Wellcome Sanger Institute, fait partie de l’étude Children Growing Up in Liverpool, qui porte sur 10 000 mères et nourrissons. Cette vaste recherche vise à explorer comment des facteurs tels que le microbiome intestinal du nourrisson et l’alimentation en début de vie affectent le développement du cerveau, le comportement, les émotions et la santé mentale plus tard dans la vie.
Le microbiome intestinal est un écosystème complexe composé de millions de microbes essentiels à la santé humaine et importants pour le développement du système immunitaire. Comme il commence à se former immédiatement à la naissance, le premier mois est la première période pour intervenir avec des probiotiques qui pourraient être utilisés pour restaurer ou stimuler le microbiome. Cependant, avant cette étude, il manquait de données à haute résolution montrant comment le microbiome se développe au cours de cette période de la vie et quelles bactéries seraient les plus utiles chez les nouveau-nés en bonne santé.
S’appuyant sur une précédente étude britannique sur le microbiome des bébés qui a montré que les bébés nés par voie basse avaient un microbiome différent de ceux nés par césarienne, cette nouvelle recherche a analysé un ensemble de données élargi de 2 387 échantillons de selles provenant de 1 288 nourrissons britanniques nés à l’hôpital et de certaines de leurs mères. L’équipe du Wellcome Sanger Institute, de l’UCL et de l’Université de Birmingham a découvert que tous les nouveau-nés appartenaient à l’un des trois profils de microbiome, chacun caractérisé par une bactérie pionnière dominante différente.
Parmi ces bactéries pionnières, Bifidobacterium longum subsp. longum (B. longum) et Bifidobacterium breve (B. brève) sont considérés comme bénéfiques car ils favorisent la colonisation stable d'autres microbes bénéfiques, et Enterococcus faecalis (Escherichia faecalis) est considéré comme risqué.
B. longum on a découvert que le lait maternel provenait de l'intestin de la mère pendant l'accouchement, cependant, l'équipe a constaté que B. brève n'a pas été transmis de cette manière. L'équipe a également découvert que B. brève a été génétiquement adapté pour utiliser pleinement les nutriments présents dans le lait maternel et peut empêcher les agents pathogènes potentiellement dangereux de coloniser les intestins des bébés.
Environ 85 % des bébés étudiés ont été allaités au cours des premières semaines de leur vie. Les chercheurs ont constaté que l'allaitement maternel par rapport à l'alimentation au lait artificiel ne semblait pas influencer le type de bactéries pionnières présentes dans l'intestin du bébé, contrairement à l'utilisation d'antibiotiques. Les chercheurs soulignent que d'autres facteurs tels que l'âge de la mère et le nombre de fois qu'une personne a accouché peuvent également jouer un rôle, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier ce point et son impact sur les résultats de santé à long terme.
Ils ont également montré qu'une bactérie communément présente dans les probiotiques commerciaux pour nourrissons, connue sous le nom de Bifidobacterium longum subsp. infantis (B. infantis) n'était pas une bactérie pionnière et est rare chez les nourrissons britanniques. Cette découverte est conforme aux recherches menées dans d'autres pays industrialisés occidentaux qui montrent également un manque de bactérie d'origine naturelle B. infantis dans les microbiomes des premiers nourrissons et suggère que B. brève pourrait être un probiotique naturel plus efficace.
Si l’on considère l’intestin d’un nouveau-né comme un écosystème qui commence à se former dès la naissance, on savait très peu de choses sur les microbes qui plantent les premières graines et sur la manière dont ils s’établissent avant les résultats de l’étude britannique sur le biome infantile. En analysant les informations génomiques à haute résolution de plus de 1 200 bébés, nous avons identifié trois bactéries pionnières qui stimulent le développement du microbiote intestinal, ce qui nous permet de les regrouper dans des profils de microbiote infantile. Être capable de voir la composition de ces écosystèmes et leurs différences est la première étape dans le développement d’interventions personnalisées efficaces pour aider à soutenir un microbiome sain. »
Dr. Yan Shao, premier auteur, Wellcome Sanger Institute
La professeure Louise Kenny, chercheuse principale de l'étude Children Growing up in Liverpool de l'université de Liverpool, a déclaré : « Les décisions concernant le mode d'accouchement et l'allaitement sont complexes et personnelles, et il est important de noter qu'il n'existe pas d'approche universelle lorsqu'il s'agit de déterminer les meilleures options pour vous et votre bébé. Il est également important de noter que nous n'avons pas encore une compréhension complète de la manière dont le rôle du mode d'accouchement et des différentes méthodes d'alimentation du nourrisson influence le développement du microbiome et comment cela affecte la santé ultérieure. C'est pourquoi cette recherche est essentielle. Nous devons continuer à trouver de nouvelles façons de garantir que tous les enfants bénéficient du meilleur départ possible dans la vie. »
Le professeur Nigel Field, co-auteur de l'étude de l'UCL, a déclaré : « Bien que notre étude ait sélectionné trois bactéries pionnières comme étant importantes pour le développement du microbiome des bébés, il reste à déterminer si et comment différentes bactéries pionnières affectent la santé et les maladies, à la fois pendant l'enfance et plus tard dans la vie. L'UK Baby Biome Study suit activement les participants pour donner des indices à ce sujet, et maintenant des cohortes encore plus importantes sont nécessaires pour étudier le rôle du microbiome du nourrisson sur la santé. »
Le Dr Trevor Lawley, auteur principal du Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Le développement du microbiome au début de la vie d'une personne pourrait avoir d'énormes implications pour elle plus tard. C'est également une période où l'utilisation de probiotiques pour nourrissons pourrait être très efficace, si nous savons quelles bactéries sont à la fois importantes et pertinentes pour les populations ciblées. Notre étude met en évidence une bactérie pionnière extrêmement bénéfique qui peut digérer entièrement le lait maternel et protéger le nouveau-né contre les microbes nocifs. Il a le potentiel d'être un probiotique naturel très efficace car il peut déjà s'établir dans l'intestin de l'enfant, et j'espère que notre étude en libre accès encouragera la sélection rationnelle des souches probiotiques et le développement de nouvelles thérapies basées sur le microbiome fondées sur la recherche génomique. »
