First detection of porcine associated bacterium Inconstantimicrobium in a reptilian host: gastrointestinal microbiome characterisation of healthy and unhealthy green turtles (Chelonia mydas) using full-length 16S rRNA sequencing

Les tortues marines vertes sont les géants paisibles de l'océan, broutant des herbiers marins et des algues qui sont difficiles à décomposer. Pour survivre à ce régime riche en fibres, elles comptent sur une main-d'œuvre invisible à l'intérieur de leurs intestins : des milliards de bactéries qui fermentent la matière végétale, la transformant en énergie utilisable. Cet écosystème interne est aussi vital pour la tortue que les poumons le sont pour un humain, pourtant il demeure un mystère à bien des égards. Les scientifiques savent depuis longtemps que lorsque ces animaux tombent malades, leurs bactéries intestinales changent souvent, mais les outils utilisés pour les étudier ont été trop grossiers pour identifier les acteurs spécifiques impliqués. Pendant des années, les chercheurs ne pouvaient voir que les grandes lignes de ce monde microbien, manquant les détails précis qui pourraient expliquer pourquoi une tortue est malade ou comment l'aider à s'en remettre.

Une équipe de chercheurs de l'Université de la Sunshine Coast et de partenaires a récemment décidé d'examiner de plus près. Ils se sont tournés vers une nouvelle méthode puissante de lecture du code génétique qui capture la longueur entière d'un gène bactérien, plutôt qu'un simple petit fragment. Cela leur a permis d'identifier des types spécifiques de bactéries avec une précision jamais atteinte auparavant chez les tortues marines. Ils se sont concentrés sur trois tortues vertes trouvées dans la baie de Hervey, au Queensland : un adulte en bonne santé, un juvénile malade et un subadulte malade. En comparant les communautés bactériennes à l'intérieur de ces trois animaux très différents, l'équipe a mis au jour une histoire montrant comment la santé intestinale peut se dégrader de deux manières distinctes, et ils ont découvert une bactérie chez une tortue qui n'avait encore jamais été observée là.

Les chercheurs ont collecté des échantillons à partir du cloaque, l'unique ouverture à l'arrière de la tortue par laquelle les déchets sortent, qui sert de fenêtre sur l'intestin. Ils ont séquencé l'ADN des bactéries présentes, visant un examen approfondi de la communauté. Les résultats ont révélé que la tortue adulte en bonne santé hébergeait un mélange équilibré de bactéries, dominé par des groupes connus pour aider à la digestion des plantes. Cet animal possédait une communauté diversifiée et stable, semblable à un jardin bien entretenu où de nombreuses espèces différentes travaillent ensemble. En revanche, le juvénile malade présentait un tableau très différent. Son intestin était submergé par un groupe unique de bactéries qui peuvent causer des problèmes lorsqu'elles prennent le dessus, tandis que la variété globale des espèces chutait de manière significative. Cela suggère que l'animal souffrait d'un déséquilibre sévère où les bactéries nocives avaient évincé les bactéries bénéfiques.

Le troisième tortue, un subadulte présentant un ensemble de symptômes différents, présentait un troisième scénario, surprenant. Cette tortue souffrait d'une obstruction sévère de ses intestins, une condition où les déchets cessent de circuler. On pourrait s'attendre à ce qu'un animal malade possède une communauté bactérienne pauvre ou simple, mais cet animal possédait en réalité un mélange de bactéries très riche et diversifié, similaire à l'adulte en bonne santé. Cependant, les types de bactéries étaient différents. Au lieu du mélange habituel, son intestin était inondé par un groupe spécifique de bactéries qui prospèrent dans les environnements stagnants et sans oxygène. Ce sont les types de microbes qui fermentent la nourriture et produisent des gaz, ce qui correspond parfaitement à l'état de la tortue de l'intestin arrêté. Les bactéries étaient essentiellement en train de se nourrir de la nourriture qui ne circulait plus, créant un environnement fermentaire qui a probablement contribué à la détresse de l'animal.

La découverte la plus frappante est venue de cette troisième tortue. Parmi la vague de bactéries fermentantes, les chercheurs ont trouvé un type spécifique appelé Inconstantimicrobium porci. Cette bactérie n'était auparavant connue que dans les intestins des porcs et dans les sols agricoles. La trouver chez une tortue de mer était une première pour la science. Les chercheurs l'ont détectée en quantités significatives chez le subadulte malade, alors qu'elle était à peine présente chez la tortue saine et absente chez l'autre tortue malade. Ils soupçonnent que de récentes inondations massives dans la région ont pu transporter cette bactérie associée aux porcs des terres vers les eaux côtières où les tortues se nourrissent. La tortue l'a probablement ingérée et, comme son intestin ne bougeait plus, la bactérie a pu se multiplier rapidement, rejoignant les autres bactéries fermentantes dans une prolifération que l'intestin mobile de la tortue saine aurait naturellement évacuée.

Cette étude souligne que la maladie chez les tortues marines ne se manifeste pas toujours de la même manière sur le plan microbien. Parfois, cela ressemble à un effondrement de la diversité, où des bactéries nocives prennent le dessus sur un système affaibli. D'autres fois, cela ressemble à un changement de type de bactéries, où une variété d'espèces saine se réorganise pour s'adapter à un intestin bloqué. La capacité de voir ces différences clairement est une avancée majeure. En utilisant une méthode qui lit le code génétique complet des bactéries, les chercheurs ont pu identifier la bactérie spécifique associée aux porcs que les anciennes méthodes, plus courtes, auraient manquée. Ce niveau de détail est crucial pour comprendre comment les changements environnementaux, comme les inondations, peuvent introduire de nouveaux organismes dans l'environnement marin et comment ces organismes interagissent avec la santé de la faune.

Les conclusions soulignent également la relation complexe entre l'environnement et les animaux qui y vivent. La présence d'une bactérie associée aux porcs chez une tortue marine suggère que les frontières entre la terre et la mer sont plus poreuses qu'on ne le pensait auparavant, surtout lors d'événements météorologiques extrêmes. Bien que l'étude n'ait porté que sur trois animaux, les résultats offrent un nouveau regard pour les vétérinaires et les conservateurs. Ils suggèrent que l'examen des types spécifiques de bactéries à l'intérieur d'une tortue pourrait aider à diagnostiquer la nature de sa maladie, en distinguant une infection générale d'un blocage spécifique. Comme le notent les chercheurs, ce n'est que le début de la compréhension de ces mondes internes, mais cela offre une voie prometteuse pour un meilleur soin de ces anciens navigateurs face à une planète en mutation.