Bactériophages et microbiote intestinal

Les bactériophages comptent parmi les composants les plus fascinants du microbiome humain. Bien qu’ils soient présents partout autour de nous, beaucoup de personnes en connaissent très peu.

Pourtant, les bactériophages jouent probablement un rôle central au sein des écosystèmes microbiens¹.

Mais que sont exactement les bactériophages ? Et pourquoi les chercheurs modernes du microbiome s’intéressent-ils de plus en plus à ces minuscules structures biologiques ?

Que sont les bactériophages ?

Les bactériophages, souvent appelés simplement phages, sont des virus qui infectent spécifiquement les bactéries².

Le terme se compose de :

• Bactérie
• « Phagein », le mot grec signifiant « manger »

Les phages peuvent se fixer à des bactéries spécifiques et injecter leur matériel génétique dans la cellule bactérienne.

Particulièrement fascinant :

Les bactériophages sont considérés comme les entités biologiques les plus abondantes sur notre planète³.

Les scientifiques estiment qu’il existe plus de 10³¹ phages dans le monde entier.

On les trouve partout où se trouvent les bactéries :

• Dans l’intestin
• Dans le sol
• Dans les océans
• Dans les aliments
• Dans les eaux usées
• Sur la peau

Le phageome intestinal

Le microbiome intestinal humain ne se compose pas uniquement de bactéries.

Il comprend également :

• Des champignons
• Des virus
• Des archées
• Des bactériophages

L’ensemble des phages présents dans le microbiome intestinal est appelé le phageome⁴, qui fait lui-même partie du virome intestinal plus large.

La recherche moderne montre de plus en plus que les phages peuvent influencer la composition et la dynamique des communautés bactériennes⁵.

Par conséquent, ils peuvent jouer un rôle important dans :

• La stabilité microbienne
• La diversité bactérienne
• Le développement de la résistance
• La communication microbienne

Pourquoi les chercheurs s’intéressent-ils aux bactériophages ?

Les phages sont très spécifiques.

De nombreux phages ne peuvent infecter que certains groupes bactériens, voire des souches bactériennes individuelles⁶.

C’est précisément pourquoi ils sont considérés comme particulièrement intéressants pour la recherche moderne sur le microbiome et les futures applications microbiologiques.

Les domaines actuellement étudiés de manière intensive comprennent :

• Les phages et la résistance aux antibiotiques
• Les phages du microbiome intestinal
• Les phages dans l’environnement et les eaux usées
• Les phages comme outils biologiques potentiels
• Les phages et les écosystèmes bactériens

La recherche dans ce domaine évolue extrêmement rapidement.

Bactériophages et résistance aux antibiotiques

La résistance aux antibiotiques est désormais considérée comme l’un des plus grands défis sanitaires mondiaux⁷.

Parallèlement, les scientifiques étudient de plus en plus le rôle que les phages peuvent jouer au sein des résistomes.

Particulièrement intéressant :

Les phages peuvent parfois transférer du matériel génétique entre les bactéries⁸.

Par conséquent, ils peuvent contribuer aux processus évolutifs microbiens.

La métagénomique moderne étudie donc de manière intensive les relations entre :

• Les bactériophages
• Les gènes de résistance
• Les communautés microbiennes
• La microbiologie environnementale

Les phages dans l’environnement et les eaux usées

Les bactériophages sont présents en quantités extrêmement élevées dans les systèmes d’eaux usées⁹.

C’est l’une des raisons pour lesquelles ils deviennent de plus en plus importants dans la microbiologie environnementale moderne.

Les eaux usées contiennent des communautés microbiennes très complexes composées de :

• Des bactéries
• Des virus
• Des champignons
• Des gènes de résistance
• Des éléments génétiques mobiles

La recherche suggère que les phages présents dans ces systèmes peuvent influencer la dynamique des communautés microbiennes¹⁰.

C’est également l’un des domaines abordés par nos recherches chez Bactera.

Nos recherches chez Bactera

Chez Bactera, nous sommes profondément impliqués dans la recherche moderne sur la métagénomique shotgun et les écosystèmes microbiens.

Nos travaux se concentrent notamment sur :

• Les bactériophages
• Les gènes de résistance
• La microbiologie environnementale
• Les microbiomes des eaux usées
• La diversité microbienne

Dans le cadre de nos recherches, nous analysons des données de séquençage issues d’échantillons environnementaux et d’eaux usées afin de mieux comprendre les communautés bactériennes et virales.

Notre objectif est d’utiliser le séquençage shotgun moderne et la bioinformatique pour approfondir notre compréhension des écosystèmes microbiens très complexes.

Vous pouvez en apprendre davantage sur nos recherches sur Bactera Research.

Les phages et l’avenir de la recherche sur le microbiome

La science moderne du microbiome évolue de plus en plus d’une simple « recherche bactérienne » vers l’analyse de réseaux microbiens complets.

Cela comprend désormais :

• Les champignons
• Les virus
• Les phages
• Les gènes de résistance
• Les interactions microbiennes fonctionnelles

De nombreux scientifiques pensent que les phages joueront un rôle de plus en plus important dans la recherche sur le microbiome à l’avenir¹³.

La question de savoir comment les phages peuvent réguler et influencer les communautés bactériennes est particulièrement passionnante.

Conclusion

Les bactériophages comptent parmi les entités biologiques les plus abondantes sur Terre et jouent probablement un rôle central au sein des écosystèmes microbiens.

La recherche moderne étudie de manière intensive la façon dont les phages interagissent avec les bactéries, les gènes de résistance et les réseaux microbiens.

Grâce aux technologies modernes de séquençage shotgun, les composants viraux du microbiome peuvent désormais être analysés de manière bien plus complète qu’il y a à peine quelques années.

C’est précisément pourquoi la recherche sur les phages devient actuellement l’un des domaines les plus passionnants de la science moderne du microbiome.

Références scientifiques

1. Sutton TDS, Hill C. Gut bacteriophage communities in human health and disease. Viruses. 2021.
2. Bacteriophage overview and biology.
3. Clokie MRJ, Millard AD, Letarov AV et al. Phages in nature. Bacteriophage. 2021.
4. The human gut phageome and microbiome interactions. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2021.
5. Shkoporov AN, Hill C. Bacteriophages of the human gut. Cell Host & Microbe. 2021.
6. Hsu BB, Gibson TE, Yeliseyev V et al. Dynamic modulation of the gut microbiota by bacteriophages. Cell Host & Microbe. 2022.
7. Organisation mondiale de la santé. Rapport mondial sur la résistance aux antimicrobiens. 2023.
8. Exploring the contribution of bacteriophages to antibiotic resistance. Environmental Pollution. 2021.
9. Bacteriophages in sewage abundance roles and applications. 2022.
10. Bacteriophages in biological wastewater treatment systems. Frontiers in Microbiology. 2021.
11. Quince C, Walker AW, Simpson JT et al. Shotgun metagenomics from sampling to analysis. Nature Biotechnology. 2021.
12. PhaBOX and modern phage metagenomics approaches. 2023.
13. Sustainable diversity of phage bacteria systems. 2023.