La biologie des systèmes appliquée aux bactéries intestinales
L'environnement des soins de santé est idéal pour les infections provenant des microbes résistant aux antibiotiques, avec des patients immunodéprimés et une pression de la sélection appliquée par l'utilisation de nombreux antimicrobiens. P. aeruginosa est une cause courante d'infections chroniques potentiellement mortelles telles que la septicémie et la pneumonie en raison de sa capacité à former des biofilms avec ses voisins. Financé par l'UE, le projet SYSBIOFILM (Systems biology of Pseudomonas aeruginosa in biofilms) a amené la biologie à un niveau supérieur pour identifier les cibles médicamenteuses candidates. Les chercheurs ont imité les micro-environnements spécifiques contenant des communautés microbiennes protégées par des biofilms. Les reconstructions métaboliques de la bactérie ont présenté les effets de diverses délétions du gène sur la croissance au sein de divers environnements de biofilms et identifié 26 gènes essentiels. Aucun de ces gènes n'était essentiel dans ces conditions mais les chercheurs ont découvert 17 combinaisons de 21 différents gènes qui étaient conditionnellement essentiels. Les conditions restreintes en oxygène parvenaient à ralentir la croissance microbienne et huit paires de gènes semblaient prometteuses en tant que cibles médicamenteuses. Dans le cadre d'un autre volet important de la recherche sur P. aeruginosa, SYSBIOFILM s'est penché sur l'impact potentiel des bactéries peuplant l'intestin sur le métabolisme humain complet. P. aeruginosa peuple en faibles quantités l'intestin humain des individus sains. Le modèle intégré de l'habitant Bacteroides thetaiotaomicron de l'intestin humain et la reconstruction métabolique murine ont permis un échange de métabolites. Divers régimes alimentaires en termes de lipides, de protéine et de composition de glucides ont fourni des exemples de compétition et de symbiose à travers l'alimentation croisée mutuellement bénéfique. Cette analyse sans précédent représente une description détaillée du co-métabolisme entre un hôte et son microbe commensal. Les travaux du projet SYSBIOFILM ont abordé deux des thèmes et défis les plus importants de la biologie contemporaine. La résistance antimicrobienne et les effets holistiques des bactéries sur les humains ont de vastes applications dans le domaine des soins de santé et des sciences de la vie. Les résultats ont été publiés dans deux revues à comité de lecture à profil élevé, PLoS One et Gut Microbes.
