Clostridium niakharense sp. nov., a novel species isolated from the breast milk of a Senegalese mother breastfeeding a healthy child

Le corps humain n'est pas un vaisseau solitaire, mais un écosystème foisonnant, peuplé d'une vie microscopique qui habite chaque surface et chaque ouverture. Parmi ces communautés, les bactéries présentes dans le lait maternel font depuis longtemps l'objet de la fascination des scientifiques, car ce fluide est la première nourriture des nourrissons et une source critique de colonisation microbienne précoce. Pendant des décennies, les chercheurs pensaient que les bactéries du lait étaient principalement des passagers inoffensifs ou, dans certains cas, des contaminants provenant de l'environnement. Cependant, les outils utilisés pour étudier ces minuscules organismes ont évolué. Les scientifiques peuvent désormais cultiver des bactéries que l'on pensait auparavant impossibles à cultiver en laboratoire, ce qui leur permet de voir les cellules vivantes réelles plutôt que de simplement déduire leur présence à partir de fragments génétiques. Ce changement a ouvert une nouvelle fenêtre sur la diversité de la vie qui existe au sein du corps humain, révélant des espèces qui n'avaient jamais été vues auparavant et remettant en question les vieilles hypothèses sur l'origine et le rôle de ces microbes.

Dans une étude récente, des chercheurs ont découvert une nouvelle espèce de bactérie vivant dans le lait maternel d'une mère en bonne santé au Sénégal. L'équipe, travaillant depuis des laboratoires en France et au Sénégal, a collecté des échantillons de lait auprès d'une mère allaitant un enfant en bonne santé dans la région de Niakhar. Ils ont utilisé une technique spécialisée appelée culturomique, qui consiste à faire croître des bactéries dans une variété de conditions pour inciter même les microbes les plus difficiles à capturer à se développer. Grâce à cet effort, ils ont isolé une souche unique de bactérie, qu'ils ont nommée Marseille-QA1073. À première vue, cette bactérie ressemblait à un type connu. Sous un microscope, elle apparaissait comme un bâtonnet incurvé et fusiforme capable de se déplacer de manière autonome et de former des spores robustes et dormantes pour survivre à des conditions difficiles. C'était une bactérie Gram-positive, ce qui signifie qu'elle possédait une paroi cellulaire épaisse qui se colorait en violet lors d'un test standard, et elle prospérait uniquement dans des environnements sans oxygène.

Lorsque les scientifiques ont d'abord tenté d'identifier la bactérie à l'aide de l'empreinte protéique standard, la machine n'a pu la faire correspondre à aucune espèce connue. Ils se sont ensuite tournés vers une méthode plus puissante : la lecture de l'intégralité du code génétique de la bactérie. En comparant la séquence génétique de la nouvelle souche à une base de données de bactéries connues, ils ont découvert qu'elle était très proche de deux espèces existantes, Clostridium argentinense et Clostridium faecium. La similitude génétique était si élevée — environ 99 pour cent — que le marqueur génétique standard utilisé pour l'identification ne pouvait pas les distinguer. Par le passé, cela aurait suffi pour classer la nouvelle souche comme l'une de ces espèces connues. Cependant, les chercheurs savaient que l'examen d'un seul gène ne suffisait pas pour rendre un verdict définitif. Ils devaient examiner l'ensemble du génome, l'ensemble complet des instructions qui constituent l'organisme.

Lorsqu'ils ont comparé le plan génétique complet de la nouvelle souche à ses parents les plus proches, les différences sont devenues claires. La nouvelle bactérie ne partageait qu'environ 94 pour cent de son matériel génétique avec Clostridium argentinense et environ 87 pour cent avec Clostridium faecium. Dans le monde de la taxonomie bactérienne, ces chiffres sont le facteur décisif. Pour être considérées comme la même espèce, deux bactéries doivent partager au moins 95 pour cent de leur identité génétique. Comme la nouvelle souche se situait bien en dessous de ce seuil, les chercheurs ont conclu qu'il ne s'agissait pas d'une espèce connue, mais de quelque chose d'entièrement nouveau. Ils ont proposé le nom Clostridium niakharense, en hommage à la région de Niakhar où l'échantillon a été collecté.

La découverte était particulièrement significative en raison de l'endroit où la bactérie a été trouvée. De nombreuses bactéries de la famille des Clostridium sont connues pour vivre dans le sol et peuvent parfois être des pathogènes dangereux, produisant des toxines qui causent des maladies graves. L'espèce la plus proche de cette nouvelle bactérie, Clostridium argentinense, était historiquement associée à un type de toxine botulique. Cela a soulevé une question immédiate : cette nouvelle bactérie est-elle dangereuse ? Les chercheurs ont scanné l'ensemble du génome pour détecter d'éventuels gènes produisant des toxines ou des facteurs de virulence. Ils n'en ont trouvé aucun. La nouvelle souche ne portait pas les gènes de la neurotoxine botulique ni aucun autre agent nocif connu. C'était un membre sûr et non toxique d'une famille qui comprend souvent des parents dangereux.

L'étude a également révélé comment cette bactérie résiste à certains antibiotiques. Le génome montre que la bactérie porte un ensemble spécifique de gènes sur son chromosome principal qui lui permettent de résister à la vancomycine, un antibiotique puissant souvent utilisé en dernier recours. Cette résistance a été confirmée en laboratoire, où la bactérie a poussé en présence du médicament. Cependant, elle est restée sensible à la teicoplanine, un antibiotique apparenté, un schéma typique pour ce type spécifique de résistance génétique. Les chercheurs ont noté que la bactérie présentait également une résistance à d'autres antibiotiques courants, mais cela semblait être un trait naturel du groupe plutôt qu'un nouveau superpouvoir acquis.

L'aspect le plus intrigant de cette découverte était probablement l'origine de la bactérie. Bien qu'elle ait été trouvée dans le lait maternel, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour prédire où ce type de bactérie vit habituellement. Les modèles suggèrent que la bactérie est principalement un habitant du sol et de la rhizosphère, la zone du sol entourant les racines des plantes. Cela implique que la bactérie trouvée dans le lait maternel était probablement pas une résidente permanente du corps humain, mais plutôt une visiteuse transitoire. Elle est probablement arrivée dans le lait par une exposition environnementale, telle que la manipulation de terre ou de plantes par la mère, et a survécu au voyage car elle peut former des spores robustes. Cela concorde avec le comportement de nombreuses bactéries de cette famille, qui sont répandues dans l'environnement et peuvent occasionnellement se retrouver chez l'humain sans causer de tort.

L'isolement réussi de cette bactérie souligne la valeur des techniques de culture avancées pour explorer le microbiome humain. De nombreuses bactéries sont à croissance lente ou ont des besoins spécifiques que les méthodes de laboratoire standard ne détectent pas. En utilisant une incubation prolongée et des milieux de culture spécialisés, l'équipe a été capable de donner vie à cet organisme exigeant. Cette découverte ajoute une nouvelle entrée à la liste croissante des espèces bactériennes trouvées dans le lait maternel et élargit notre compréhension de la diversité microbienne qui nous entoure. Elle sert de rappel que même dans les contextes les plus familiers, comme le lait maternel, il reste des formes de vie inconnues qui attendent d'être découvertes, et que ces nouvelles découvertes apportent souvent des assurances de sécurité plutôt que des avertissements de danger. La souche a été conservée dans des collections de cultures pour des études futures, garantissant que la nouvelle espèce nommée, Clostridium niakharense, sera disponible pour que les scientifiques puissent apprendre de elle pendant des années à venir.