Les chercheurs ont découvert que le microbiome humain - la collecte de microorganismes qui vivent dans et dans notre corps - contient plus de 3 000 grappes de gènes bactériens avec des plans pour la construction d'usines cellulaires qui fabriquent des molécules similaires à des médicaments. Dans une étude publiée dans Cellule , Ils révèlent comment un groupe de gènes provenant de bactéries qui vivent dans le vagin code pour des enzymes capables de fabriquer un antibiotique appelé lactocilline.

La vision traditionnelle de la façon dont les antibiotiques se produisent est que les compagnies pharmaceutiques les développent, les autorités fédérales les approuvent, les médecins les prescrivent, puis nous les prenons pour surmonter les bugs qu'ils sont censés aborder.

Mais cette nouvelle étude révèle un scénario alternatif surprenant: les bactéries dans et sur nos corps sont déjà occupées à créer de minuscules usines qui rendent les antibiotiques aussi puissants et capables de cerner des agents pathogènes spécifiques que ceux fabriqués par les entreprises pharmaceutiques.

Le microbiome n'est pas aléatoire mais co-évolué avec les hôtes

L'une des découvertes biologiques les plus remarquables des temps récents est le microbiome humain, les trillions de microbes qui vivent dans le corps humain et sur le corps humain. Alors qu'ils continuent à explorer et à mieux le comprendre, les scientifiques se sont rendus compte que le microbiome humain n'est pas aléatoire et joue un rôle dans de nombreux processus de base de la vie.

Bien que les chercheurs connaissent depuis longtemps des bactéries vivant dans et sur le corps humain, la microbiologie traditionnelle se concentre généralement sur les espèces individuelles et les considère comme des unités isolées et cultivables. Mais les progrès récents dans les technologies comme le séquençage de l'ADN ont révélé une image différente - que les espèces de microbes vivent en tant que communautés qui ont évolué de façon intime avec leurs hôtes pendant des millions d'années.

Nos bactéries sont impliquées dans une large gamme de processus métaboliques et de développement, de la digestion des aliments à la synthèse des vitamines. Récemment, les scientifiques ont même suggéré que le microbiome intestinal peut offrir des indices sur l'autisme.

Le microbiome humain peut être une source riche de médicaments naturels

Maintenant, dans cette dernière étude, les chercheurs suggèrent que le microbiome humain peut être une source riche de médicaments naturels pour la protection de la santé.

La lactocilline est étroitement liée aux antibiotiques que les compagnies pharmaceutiques testent déjà. Il tue plusieurs bactéries qui infectent le vagin, tout en laissant les microbes inoffensifs intacts.

L'auteur principal Michael Fischbach, professeur adjoint de bioingénierie à l'École de pharmacie de l'Université de Californie à San Francisco, affirme que les scientifiques ont découvert que la maladie semble se produire lorsque la diversité et l'abondance des espèces de microbiomes diffèrent de la gamme normale, l'identification des molécules qui contrôlent Les interactions entre les bactéries et les cellules hôtes sont à la traîne et, jusqu'à présent, nous ne connaissons qu'une poignée d'entre elles.

D'une certaine manière, il ne faut pas être surprenant que nos microbiomes produisent des drogues. Le professeur Fischbach, spécialiste de la découverte de molécules intéressantes fabriquées par des microbes, affirme que près d'un tiers de toutes les drogues que nous utilisons proviennent de microbes et de plantes. Il s'agit notamment d'antibiotiques comme la pénicilline, de nombreux médicaments de chimiothérapie et de médicaments pour abaisser le taux de cholestérol.

Dans leur étude, lui et ses collègues ont purifié et résolu la structure de la lactocilline, un composé antibiotique produit par une espèce bactérienne commune, Lactobacillus gasseri , Trouvé dans les colonies microbiennes dans le vagin.

La lactocilline est étroitement liée aux antibiotiques que les compagnies pharmaceutiques testent déjà. Il tue plusieurs bactéries qui infectent le vagin, tout en laissant les microbes inoffensifs intacts.

Des études futures devraient explorer les changements de niveau moléculaire dans le microbiome

Dans leur étude, l'équipe a utilisé un algorithme qu'ils ont développé appelé ClusterFinder pour identifier des grappes de gènes bactériens qui sont activés de manière coordonnée pour guider la production de molécules biologiquement actives chez l'homme.

Lorsqu'ils l'ont utilisé pour analyser systématiquement les génomes à partir d'espèces de microbiome et des données sur l'activité des gènes à partir d'échantillons humains, ils ont identifié 3 118 grappes distinctes de gènes bactériens qui se trouvent dans diverses parties du corps humain.

Les grappes de gènes qu'ils ont identifiées encodent des enzymes qui produisent des molécules semblables à des médicaments qui correspondent à des classes connues de médicaments produits par des sociétés pharmaceutiques.

Ils ont également constaté que le niveau d'analyse utilisé pour identifier les bactéries dans les microbiomes humains n'est pas suffisamment détaillé pour révéler spécifiquement quelles molécules sont fabriquées par lesquelles des bactéries. Différentes espèces font différentes molécules, et même les souches au sein de chaque espèce diffèrent dans les molécules qu'ils produisent, affirme le professeur Fischbach, qui explique:

Nous devons apprendre ce que sont ces molécules et ce qu'elles font. Cela pourrait représenter un groupe de molécules avec de nombreux candidats tentants pour la pharmacothérapie. Il est clair depuis plusieurs années que les variations et les changements dans le microbiome humain ont des effets intéressants sur l'hôte humain, et maintenant nous pouvons commencer à déterminer pourquoi cela est vrai au niveau moléculaire ".

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