Concours d’orthophonie de Lille ; session 2008
Épreuve d’analyse d’un texte scientifique.
Durée : 1 heure
Toutes nos bactéries vont être recensées.
Elles sont des milliards à peupler notre corps pour le meilleur et pour le pire. En décryptant notre profil bactérien, les chercheurs espèrent dessiner une nouvelle carte d’identité biologique de l’humanité.
Qui sommes-nous ? Face à cette question, tout le monde a sa petite idée. Et la science n’est pas en reste puisque, grâce au décryptage du génome humain, elle dote désormais chacun d’un profil génétique qui lui est propre. A première vue, difficile d’aller plus loin…Et pourtant si ! car notre corps héberge des centaines de milliards de bactéries qui pourraient aboutir à une carte d’identité attribuant cette fois à chacun d’entre nous un profil génétique bactérien. Les bactéries ? Si ces minuscules organismes vivants unicellulaires ne représentent que 1 à 2 % de notre masse totale, ils sont cinq à dix fois plus nombreux que nos cellules, jouent un rôle majeur dans notre bien-être et notre santé, et sont répartis un peu partout : la peau, la bouche, le nez, la gorge, les poumons, l’appareil génital…le plus grand réservoir étant le tube digestif. Et cette flore abondante pourrait fortement varier d’un individu à un autre. “Pourrait”, car malgré leur nombre et leur importance pour notre organisme, ces bactéries demeurent largement méconnues, étant les grandes oubliées de la biologie moléculaire et de la médecine de ces dernières années.
Mais les choses vont changer. A travers le monde, un grand mouvement s’enclenche actuellement pour mieux connaître cet univers mystérieux et pourtant si proche. Objectif affiché : avoir fait en 2012 l’inventaire complet des patrimoines génétiques du petit millier (au bas mot ) d’espèces bactériennes qui nous habitent, encore inconnues pour la plupart. Autrement dit, avoir séquencé ce qu’on appelle notre métagénome (ou microbiome). Un travail de titan : selon les estimations, ce métagénome représenterait au moins 2,5 millions de gènes. Soit cent fois plus que notre génome qui, lui, plafonne à 20 000 gènes environ.
L’enjeu est de taille quand 95 % de ces bactéries nous seraient en réalité largement bénéfiques. Mieux : sans bactéries, il n’ y aurait point d’humains sur cette terre. “Certaines nous aident à digérer ce que nous mangeons et, notamment les sucres et fibres de certaines plantes, que nous ne pourrions pas dégrader faute de disposer des enzymes nécessaires : d’autres synthétisent de précieuses vitamines, comme la vitamine K”, rappelle Dusko Ehrlich, directeur de recherches à l’Institut national de la recherche agronomique (Inra) et coordinateur du projet MetaHIT (Metagenome of Human Intestinal tract )
Le défi : découvrir quelles bactéries vivent dans quelles parties du corps.
Comment toutes ces bactéries influent-elles sur notre état de santé ? Les différences dans les communautés bactériennes que nous abritons (notre profil bactérien) peuvent-elles expliquer des différences individuelles dans notre état de santé ? Et dans ce cas, quels sont les liens exacts entre notre métagénome et notre génome ?
Pour répondre à ces questions, un simple recensement des espèces bactériennes ne suffit pas : il faut aller plonger à l’échelle de leurs gènes. Les Européens se sont lancés dans la course les premiers. leur projet metaHIT, qui cible les bactéries de notre tube digestif, a démarré en avril 2008. Une belle longueur d’avance sur les Américains qui espèrent démarrer leur Human Microbiome Project en 2009. Ce projet, sorte de pendant bactérien du célèbre Human genome Project, répartira ses efforts sur plusieurs régions clés du corps : la peau, le nez, la bouche, le pharynx, le tube digestif et l’appareil urogénital féminin. Au final, les chercheurs travailleront au sein d’un consortium international impliquant aussi la Chine, l’Australie et le Canada. Car la tâche est immense : “Il est essentiel de comprendre comment les micro-organismes interagissent avec le corps humain pour affecter la santé et les maladies, explique Elias A. ZErhoulil, le directeur des NIH (Institut national de la santé américain ) . Ce projet a le potentiel de transformer la manière dont nous concevons la santé, et de prévenir, diagnostiquer et traiter un large spectre de situations. ”
Deux façons de séquencer.
Un enthousiasme partagé par nombre de scientifiques à travers le monde. “Il faut découvrir quelles communautés bactériennes vivent dans les différentes parties de notre corps et explorer comment leur présence joue sur notre santé et nos maladies”, ajoute Francis Collins, le directeur du National Human Genome Research Institute, le pendant américain du Génoscope. Parmi les objectifs : déterminer si oui ou non nous partageons un noyau commun de métagénome. “A terme, l’idéal serait de connaître le profil bactérien de chaque personne, comme on connaît son génome, renchérit Dusko Ehrlich. Cela apporterait des informations sur son état de santé et sa sensibilité aux maladies. Mais aussi sur sa réponse aux médicaments – vitesse et taux d’absorption dont dépendent en partie l’efficacité et la propension à développer des effets non souhaités – et aux compléments alimentaires.”
A terme, l’idéal serait de connaître le profil bactérien de chacun, comme on connaît son génome. (Dusko ehrlich, coordinateur du projet MetaHIT )
Pour mener à bien cet ambitieux projet, rendu possible par les avancées des technologies de séquençage de l’ADN, deux méthodes complémentaires seront employées. La première, relativement nouvelle, se concentrer sur le séquençage des métagénomes proprement dits, c’est-à-dire les génomes de communautés bactériennes entières récupérées sur des volontaires anonymes. Le 2 juin 2006, dans la revue Science, le biologiste américain Steven Gill (université de Buffalo ) fut ainsi le premier à publier le résultat du séquençage de deux métagénomes digestifs humains, celui d’un homme et celui d’une femme, à partir d’échantillons prélevés sur leurs elles. Oui, mais il n’est parvenu à isoler, respectivement, que 65 059 et 74 462 séquences.
” Un an et demi plus tard, en décembre 2007, l’équipe japonaise de Masahira Hatori a réussi à séquencer plus d’un million de séquences, soit 600 000 gènes ! “, s’enthousiasme Dusko Ehrlich. Reste qu’aussi belle soit la performance, cette technique permet seulement d’analyser des cas individuels, et pas d’établir de grands profils bactériens. La deuxième technique, elle, est plus ambitieuse puisqu’elle vise à identifier tous les gènes impliqués et les cascades biologiques qui en découlent via la mise en culture de chacune des mille espèces bactériennes qui nous colonisent, avant de procéder au séquençage systématique de leurs génomes. Mais il y a un problème : à ce jour, on ne sait cultiver en laboratoire qu’environ 30 % des bactéries. Avant de passer au séquençage génomique, il faudra donc dépasser cette étape. Il n ’empêche ; depuis quelques années, plusieurs résultats ont déjà montré que des variations dans la composition des communautés bactériennes peuvent contribuer à certaines affections chroniques, à des désordres digestifs et même à l’obésité. En plus des prédispositions génétiques et du mode de vie, le métagénome aurait-il donc un impact sur la prise de poids ? Deux études publiées dans Nature en décembre 2006 et réalisées par Jeffrey Gordon et son équipe du Centre des sciences du génome de l’université Washington à Saint-Louis (Missouri) le suggèrent. La première montre que la flore intestinale de personnes souffrant d’obésité contient de manière prédominante un certain type de bactéries, les Bacteroidetes – mais on ignore pour l’instant comment…
Plus surprenant encore : la deuxième étude a révélé que transférer la flore intestinale de souris obèses à des souris minces les fait…grossir ! En fait, les Firmicules accroîtraient nos capacités d’extraction calorique, comme semblent l’indiquer les mesures calorimétriques réalisées sur les selles des souris.
Et ce n’est pas tout. D’autres maladies, comme l’asthme, les allergies ou les maladies autoimmunes, pourraient également être sous l’influence de bactéries. C’est la théorie de Martin Blaser, professeur de microbiologie à l’École de médecine de l’université de New York. Selon lui, certains agents pathogènes, tel Héliobacter pylori, qui provoque ulcères et cancers de l’estomac, peuvent aussi s’avérer bénéfiques. “Plusieurs études suggèrent que cette bactérie pourrait avoir un effet protecteur contre l’asthme chez les enfants (40 % de risque en moins ) , sur les allergies aux pollens et aux moisissures, et même sur certains cancers œsophagiens “, explique-t-il. Et il pourrait aussi y avoir le lien entre la présence de H. pylori et le maintien en phase de latence de la tuberculose, maladie causée par une autre bactérie, Mycobacterium tuberculosis. C’est en tout cas ce que relève une étude menée par Shanon Perry et Julie Parsonnet, de l’université de Stanford, présentée en octobre 2007 au 45ème Congrès annuel de la Société américaine des maladies infectieuses.
Haro sur les antibiotiques.
Toutes ces observations apportent du grain à moudre aux tenants de la vieille théorie selon laquelle l’exposition aux infections microbiennes (bactéries, virus ) stimule notre système immunitaire et l’empêche de se retourner contre nous. Resterait à choisir entre ne pas faire un ulcère en éliminant H. pylory mais courir le risque de souffrir d’asthme ? Il faut avoir une vision plus complexe de ces organismes. leur présence entraîne des coûts et des bénéfices, variables selon les personnes, souligne Martin Blaser, qui s’inquiète de l’usage massif des antibiotiques. H. pylori a été l’organisme dominant dans notre estomac pendant des milliers d’années. Il ne peut pas disparaître sans conséquences. A cause des traitements antibiotiques répétés chez les enfants, nous sommes en train de changer la microécologie humaine . Nous ne savons pas ce que nous faisons. ” Même son de cloche du côté de Steven Gill. Selon lui, l’absence ou la présence de certaines bactéries, ou même un changement dans leur population, peut déclencher des dysfonctionnements dans notre métabolisme et le développement de pathologies. “Nous avons évolué, ou plutôt co-évolué, avec ces microbes, et notre bien-être en dépend entièrement”, explique-t-il. Avant de déclarer sans ambages : “Il sera impossible d’obtenir un tableau complet de notre biologie si l’on ne comprend pas les interactions entre les génomes humains et bactériens. Notre identité génétique complète est un mélange entre des gènes humains et des gènes bactériens. ”
A peine commencés, les programmes MetaHIT et Human Microbiome project se voient donc presser de répondre à ces deux grandes questions : l’usage excessif des antibiotiques est-il en train de bouleverser l’équilibre de notre flore indispensable ? Et serait-il possible de modifier cet équilibre afin de guérir des malades ? Rendez-vous dans cinq ans.
Renaud PERSIAUX ; Science et vie ; mai 2008
Questions ( Pas de points négatifs ! )
1. Dans quels principaux organes se répartissent généralement les bactéries ?
a. le cœur b. la peau c. le cerveau d. l’appareil respiratoire e. la cavité buccale.
2. Quelles sont les propositions inexactes ?
a. Notre corps renferme un milliard de bactéries.
b. Les bactéries sont des organismes vivants.
c. Le décryptage du génome bactérien est terminé.
d. Les bactéries synthétisent des vitamines.
e. La plupart des bactéries sont néfastes pour l’être humain.
3. Quels sont les affirmations correctes ?
a. Plusieurs individus peuvent avoir un même profil génétique
b. Les bactéries varient d’un individu à l’autre
c. Les bactéries sont indispensables à notre survie.
d. Les bactéries sont responsables de maladies.
e. Les bactéries se nourrissent de sucre.
4. Quelles sont les propositions exactes ?
a. Les bactéries se trouvent surtout au niveau de l’appareil pulmonaire.
b. Le décryptage du génome bactérien de l’appareil digestif devrait commencer en 2009.
c. Chaque individu est contaminé par un millier d’espèces bactériennes.
d. Certaines bactéries sont responsables d’affections chroniques.
e. La majorité des bactéries sont cultivées en laboratoire.
5. Quelles sont les propositions inexactes concernant le métagénome ?
a. Son séquençage est parfaitement connu.
b. Il contient près de 20 000 gènes.
c. Il sera diffusé en 2009.
d. Cela donnera des informations propres à un individu.
e. Il pourrait prédire la réponse des individus aux médicaments.
6. Quelles sont les maladies qui se développent sous l’influence de bactéries ?
a. l’anorexie
b. l’asthme
c. l’obésité
d. les cancers de la peau
e. les ulcères.
7. Quelles sont les propositions exactes à propos de l’Heliobacter pylori ?
a. L’Héliobacter pylori est responsable de l’obésité.
b. Il se trouve dans le tube digestif.
c. Il est à l’origine de la tuberculose.
d. Il diminue le risque d’asthme chez l’enfant.
e. Il est un organisme unicellulaire.
8. Quelle est la proposition exacte ?
a. Les séquençages des premiers métagénomes humains sont applicables à l’ensemble de la population humaine.
b. Les scientifiques australiens ont commencé le programme Microbiome Project.
c. Le séquençage du génome bactérien débutera en 2012.
d. Le séquençage d’un métagénome digestif humain a permis de dénombrer plus d’un million de séquences.
e. Il n’existe aucune interaction entre génome humain et génome bactérien.
9. L’éradication de l’Héliobacter pylori pourrait guérir de certaines maladies comme :
a. La tuberculose.
b. Les ulcères de l’estomac
c. Les cancers œsophagiens.
d. Les cancers de l’estomac
e. les allergies aux moisissures.
10. Quelles sont les propositions inexactes concernant les traitements antibiotiques ?
a. Ils modifient la flore intestinale.
b. Ils peuvent favoriser le développement de pathologies.
c. Ils stimulent notre système immunitaire.
d. Ils peuvent éradiquer certaines espèces bactériennes.
e. Leur utilisation répétée ne modifie pas notre métabolisme.
11. Parmi les propositions suivantes, lesquelles sont exactes ?
a. L’identité génétique des individus est un mélange du génome humain et du génome bactérien.
b. Le génome humain sera connu en 2012.
c. Les bactéries sont composées de plusieurs cellules.
d. Chaque famille de bactéries a un tropisme pour des organes spécifiques.
e. Les Firmicules sont des virus responsables de l’obésité.
12. Parmi ces propositions, lesquelles sont exactes ?
a. Le séquençage des premiers métagénomes humains a été publié dans la revue Sciences en Juin 2006.
b. Les deux techniques visant à établir le métagénome sont aussi faciles l’une que l’autre.
c. On peut cultiver en laboratoire 30 % des virus.
d. La connaissance du métagénome n’apporterait des informations que sur l’état de santé et la sensibilité aux maladies d’un individu donné.
e. Les bactéries influencent notre état de santé.
13. Quelles sont les propositions inexactes parmi les affirmations suivantes ?
a. Il existe un intérêt à associer génome humain et métagénome.
b. Le métagénome comporte 100 fois plus de gènes que le génome humain.
c. Les scientifiques européens ont débuté le séquençage du méta génome de l’appareil urinaire.
d. Chaque individu possède la même flore bactérienne.
e. Les bactéries représentent moins de 5 % de la masse des individus.
14. Quelle est la proposition exacte ?
a. Sans bactéries, l’être humain vivrait plus longtemps.
b. Pour maigrir, il suffit de réduire les Bactéroidetes.
c. Les Firmicutes augmenteraient les capacités d’extraction calorifique et feraient maigrir.
d. Les variations individuelles des compositions des communautés bactériennes pourraient expliquer l’obésité.
e. l’Helicobacter pylori peut aggraver la tuberculose.
15. Quelles sont les propositions inexactes parmi les affirmations suivantes ?
a. Les virus stimulent notre système immunitaire.
b. L’éradication de l’Hélicobacter jejuni fait courir le risque de souffrir d’asthme.
c. Les cellules de l’être humain sont moins nombreuses que les organismes bactériens.
d. Il est clairement établi que les individus partagent un noyu commun de métagénome.
e. L’appareil génital msculin sera une zone d’intérêt de l’Human Genome Project.
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