Ethnic differences in gut microbiota composition and functional capacity persist over six years in the HELIUS multi-ethnic longitudinal cohort

À l'intérieur de l'intestin humain, un vaste et invisible écosystème de bactéries, de virus et de champignons travaille sans relâche pour aider à digérer la nourriture, à entraîner le système immunitaire et à protéger contre les maladies. Cette communauté, connue sous le nom de microbiome, n'est pas la même pour tout le monde. Elle varie considérablement d'une personne à l'autre, façonnée par un mélange complexe de génétique, de régime alimentaire, de mode de vie et du lieu où l'on vit. Pendant des décennies, les scientifiques ont observé que des personnes issues de différents groupes ethniques portent souvent des collections distinctes de ces microbes, même lorsqu'elles vivent dans la même ville et consomment des aliments similaires. Cette différence est plus qu'une simple curiosité biologique ; elle pourrait aider à expliquer pourquoi certains groupes ethniques sont confrontés à des risques plus élevés de maladies cardiaques et de diabète. Cependant, une question cruciale restait sans réponse : si des personnes de différents horizons vivent ensemble dans le même environnement urbain pendant de nombreuses années, leurs microbes intestinaux finissent-ils par se mélanger, ou restent-ils distincts ?

Pour répondre à cela, des chercheurs se sont tournés vers une étude à long terme à Amsterdam appelée HELIUS, qui suit des milliers de personnes issues de six groupes ethniques différents : Néerlandais, Surinamais d'origine africaine, Surinamais d'origine sud-asiatique, Ghanéens, Turcs et Marocains. L'équipe a collecté des échantillons de selles auprès de près de 2 000 participants au début de l'étude et à nouveau six ans plus tard. En analysant le matériel génétique de ces échantillons, ils ont pu suivre précisément comment les communautés microbiennes ont évolué au fil du temps. Ils ont examiné les types de bactéries présents, les souches spécifiques de ces bactéries et les outils fonctionnels que les microbes utilisent pour décomposer la nourriture et résister aux antibiotiques. L'objectif était de voir si vivre dans la même métropole occidentale pendant une demi-décennie suffisait à effacer les différences profondes entre ces groupes.

Les résultats révèlent que, bien que le microbiome intestinal soit dynamique et en constante évolution, les différences entre les groupes ethniques sont remarquablement tenaces. Sur la période de six ans, les chercheurs ont observé que les microbes de certains groupes, particulièrement ceux d'origine marocaine, ont davantage changé que d'autres, tandis que les groupes néerlandais et surinamais d'origine sud-asiatique sont restés relativement stables. Malgré ces changements individuels, les signatures microbiennes distinctes de chaque groupe ethnique ont persisté. Même après avoir vécu à Amsterdam pendant des décennies, les bactéries intestinales d'un participant surinamais d'origine sud-asiatique restaient nettement différentes de celles d'un participant néerlandais. L'étude a calculé que si ces différences venaient à s'estomper au rythme observé, il faudrait environ vingt ans pour que les groupes deviennent moitié moins différents qu'au début. Cela suggère que les forces qui façonnent le microbiome — probablement un mélange d'habitudes alimentaires culturelles ancrées, de traditions familiales et peut-être de facteurs tels que le logement ou les expositions de la petite enfance — sont bien plus fortes que l'influence d'un environnement urbain partagé sur une période de six ans.

Les chercheurs ont également découvert que ce qui pousse le changement chez un individu relève moins de son origine ethnique que de sa santé et de l'utilisation de médicaments. Les participants qui ont développé un diabète de type 2 ou qui ont commencé à prendre certains médicaments, tels que des traitements pour l'hypertension artérielle ou le diabète, ont montré des changements beaucoup plus importants dans leurs communautés microbiennes au fil du temps. Par exemple, les personnes atteintes de diabète ont connu un renouvellement plus spectaculaire de leurs bactéries intestinales par rapport à celles qui ne souffrent pas de cette pathologie. Cela indique que si l'ethnicité prépare la scène de ce à quoi ressemble l'intestin d'une personne, les événements de santé majeurs et les traitements médicaux sont les acteurs qui provoquent les changements les plus significatifs dans la pièce.

En creusant plus profondément dans les types spécifiques de bactéries, l'équipe s'est concentrée sur une espèce appelée Alistipes putredinis, qui présentait le schéma de changement le plus intéressant. Au début de l'étude, cette bactérie était commune chez les participants néerlandais mais beaucoup moins fréquente chez les Surinamais d'origine sud-asiatique. Sur six ans, le groupe surinamais d'origine sud-asiatique a commencé à acquérir cette bactérie plus fréquemment, faisant en sorte que leurs niveaux se rapprochent de ceux du groupe néerlandais. Cependant, cette convergence se limitait à la présence de l'espèce elle-même. Lorsque les chercheurs ont examiné la composition génétique des bactéries au sein de cette espèce — les souches spécifiques — ils ont constaté que les souches restaient distinctes. Les participants surinamais d'origine sud-asiatique ont acquis de nouvelles souches, mais ces souches n'ont pas remplacé les existantes d'une manière qui effacerait les différences ethniques. Au lieu de cela, les deux groupes continuaient d'héberger des versions génétiques différentes de la même bactérie.

L'étude a également examiné les capacités fonctionnelles de ces microbes, plus précisément les enzymes qu'ils produisent pour décomposer la nourriture. Les participants néerlandais avaient généralement une capacité plus élevée à décomposer les fibres végétales complexes, tandis que les participants surinamais d'origine sud-asiatique présentaient des modèles différents. Au fil du temps, certaines de ces différences fonctionnelles se sont légèrement réduites, mais l'écart global est resté large. De même, lorsqu'on a examiné les gènes de résistance aux antibiotiques — les instructions génétiques qui permettent aux bactéries de survivre à l'exposition aux antibiotiques — la quantité totale de ces gènes a diminué dans les deux groupes au cours des six années, reflétant probablement une diminution générale de l'utilisation des antibiotiques aux Pays-Bas. Cependant, les types spécifiques de gènes de résistance présents restaient différents entre les groupes, les participants néerlandais conservant un ensemble de gènes de résistance plus diversifié que leurs homologues surinamais d'origine sud-asiatique.

En fin de compte, cette recherche brosse le portrait d'un microbiome intestinal qui est un système résilient, portant l'empreinte du passé d'une personne pendant très longtemps. Bien que vivre dans une ville moderne et partager le même approvisionnement alimentaire puisse pousser le microbiome vers de nouvelles directions, cela ne peut effacer rapidement les différences profondes établies par la culture, la génétique et l'histoire. L'étude suggère que, pour l'avenir prévisible, les microbiomes intestinaux des différents groupes ethniques vivant dans la même ville resteront distincts. Cela a des implications importantes pour la recherche médicale, rappelant aux scientifiques que lorsqu'ils étudient la santé intestinale ou développent des traitements pour des maladies comme le diabète, ils doivent tenir compte de ces différences ethniques persistantes plutôt que de supposer qu'un environnement partagé rendra leur biologie identique. Le microbiome intestinal, s'avère-t-il, est une mémoire à long terme de qui nous sommes et d'où nous venons.