Le rôle du microbiome intestinal dans la fièvre typhoïde
Des recherches montrent que le microbiome intestinal influence la susceptibilité à la fièvre typhoïde.
Philip M. Ashton, L. Mageiros, J. E. Meiring, A. C. Chirambo, F. Khanam, S. Dongol, H. Banda, A. Karkey, L. P. Llanes, H. Thomaides-Brears, M. Gibani, N. H. Rajib, N. Rahman, P. K. Biswas, M. A. I. Bhuiyan, S. Kay, K. Auger, O. Seret, N. R. Thomson, A. J. Pollard, S. Baker, B. Basnyat, J. D. Clemens, C. Dolecek, S. J. Dunstan, G. Dougan, R. S. Heyderman, V. E. Pitzer, F. Qadri, M. A. Gordon, K. E. Holt, T. C. Darton, Strategic Typhoid Alliance Across Asia and Africa Consortium
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Table des matières
- Le Rôle du Microbiote intestinal
- Manque d'Études sur S. Typhi et le Microbiote Intestinal
- Étude de Recherche
- Participants et Collecte d'Échantillons
- Approbation Éthique de la Recherche
- Traitement et Analyse des Échantillons
- Analyse Statistique
- Résultats Clés
- Vue d'Ensemble des Participants
- Signatures du Microbiote
- Participants à Haut Titre Anti-Vi
- Gènes de résistance antimicrobienne
- Implications de l'Étude
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
La Fièvre typhoïde est une maladie sérieuse causée par une espèce de bactéries appelée Salmonella enterica serovar Typhi, souvent abrégée en S. Typhi. Chaque année, cette maladie provoque environ 10,9 millions de cas et environ 116 800 décès. Elle touche principalement des gens dans des régions comme l'Asie du Sud et de l'Est et certaines parties de l'Afrique subsaharienne. L'introduction de vaccins conçus pour prévenir la fièvre typhoïde devrait aider à réduire le nombre de cas. Des améliorations dans la qualité de l'eau, l'assainissement et l'hygiène font aussi partie de cet effort. Cependant, des défis subsistent à cause du nombre élevé de cas, du rôle des individus qui portent la bactérie sans montrer de symptômes, et du fait que la maladie impacte souvent des communautés pauvres et marginalisées.
Microbiote intestinal
Le Rôle duL'intestin humain abrite des trillions de micro-organismes qui forment ensemble une communauté complexe connue sous le nom de microbiote intestinal. Cette communauté joue un rôle crucial dans le maintien de notre santé et influence la façon dont nos corps réagissent aux maladies. Le microbiote intestinal aide à la digestion et à l'absorption des nutriments et est étroitement lié à notre système immunitaire, influençant sa réaction face à différents défis.
Le microbiote intestinal peut prévenir les infections grâce à un processus appelé "résistance à la colonisation". Cela signifie que les bactéries bénéfiques se disputent les nutriments et l'espace avec les bactéries nuisibles, produisent des substances qui peuvent inhiber ces dernières et modulent la réponse du système immunitaire. Les recherches ont montré que lorsque le microbiote intestinal est perturbé, par exemple à cause d'antibiotiques, cela peut faciliter l'établissement d'infections par des bactéries nuisibles comme Salmonella. Des études récentes ont fait des progrès significatifs sur la façon dont Salmonella interagit avec le microbiote intestinal.
Les acides gras à chaîne courte (AGCC), produits par les bactéries intestinales lors de la fermentation des fibres alimentaires, jouent aussi un rôle important dans la prévention des infections à Salmonella. Les AGCC peuvent réduire la disponibilité de l'oxygène dans l'intestin et créer un environnement acide qui inhibe la croissance de Salmonella. Malgré ce qu'on sait sur la capacité du microbiote intestinal à prévenir les infections à Salmonella, on ne comprend toujours pas totalement comment il influence le résultat de l'exposition à S. Typhi, surtout parce que S. Typhi n'infecte que les humains.
Manque d'Études sur S. Typhi et le Microbiote Intestinal
Bien que certaines recherches sur l'interaction entre le microbiote intestinal et d'autres types de Salmonella aient été menées, il y a encore un manque d'études se concentrant spécifiquement sur S. Typhi. Les études contrôlées d'infection humaine permettent aux chercheurs d'examiner comment les infections affectent directement les humains, en complément des études d'observation. Des études récentes ont trouvé que les personnes atteintes de fièvre typhoïde avaient un microbiote intestinal différent de celui des individus en bonne santé, montrant une diversité réduite et moins de bactéries productrices d'AGCC.
Comprendre mieux la relation entre le microbiote intestinal et la fièvre typhoïde pourrait mener à de nouvelles façons de prévenir la maladie et à une meilleure compréhension de la manière dont le microbiote intestinal offre une protection contre les infections graves, surtout dans les zones où la typhoïde est courante.
Étude de Recherche
Pour aider à combler les lacunes de connaissances sur la façon dont S. Typhi interagit avec le microbiote intestinal, les chercheurs ont collecté des échantillons de selles de 258 Participants dans trois régions d'Asie et d'Afrique où la fièvre typhoïde est courante. Ces échantillons ont été analysés pour identifier des modèles dans le microbiote intestinal.
Participants et Collecte d'Échantillons
Dans l'étude, environ 100 000 personnes ont été interrogées dans chaque zone. Des patients fiévreux ont été recrutés, et ceux diagnostiqués avec "fièvre typhoïde aiguë" ont été identifiés par des cultures sanguines positives pour S. Typhi. Quand c'était possible, des échantillons de selles ont été collectés auprès de ces patients avant qu'ils ne commencent un traitement. Les échantillons ont été conservés à très basses températures pour les préserver. Des informations sur tout antibiotique utilisé avant l'inscription ont également été enregistrées. En suivant les patients typhoïdiques confirmés, des échantillons de selles ont été collectés auprès de leurs contacts domestiques, y compris des individus en bonne santé.
Approbation Éthique de la Recherche
L'étude a été approuvée par des comités d'éthique dans chaque pays et au Royaume-Uni, garantissant que toutes les règles et directives nécessaires ont été respectées.
Traitement et Analyse des Échantillons
Pour analyser les échantillons de selles, l'ADN a été extrait et séquencé afin de comprendre la composition du microbiote intestinal. Les données ont ensuite été nettoyées et organisées pour analyse. Les chercheurs se sont concentrés sur l'identification des types de bactéries présentes et de leurs fonctions métaboliques.
Analyse Statistique
Différentes méthodes statistiques ont été utilisées pour comparer les microbiotes intestinaux de différents groupes de participants, comme les patients atteints de fièvre typhoïde aiguë et les contacts domestiques sains.
Résultats Clés
Vue d'Ensemble des Participants
Les données sur le microbiote intestinal ont été collectées avec succès auprès de 258 participants du Bangladesh, du Malawi et du Népal. Ces participants comprenaient 92 patients atteints de fièvre typhoïde aiguë, 97 contacts domestiques sains, et 69 individus avec des niveaux élevés d'anticorps spécifiques (titres anti-Vi).
Signatures du Microbiote
En comparant les microbiotes intestinaux des patients atteints de fièvre typhoïde aiguë et des contacts sains, les chercheurs ont trouvé des différences distinctes dans la composition des bactéries. Bien que la diversité globale des bactéries ne différait pas significativement entre les patients aigus et les contacts sains, les types de bactéries présentes variaient énormément entre les groupes. Certaines bactéries, en particulier certaines espèces productrices d'AGCC, étaient moins abondantes chez les patients typhoïdiques.
Au Bangladesh et au Malawi, les chercheurs ont identifié quatre espèces microbiennes qui étaient systématiquement moins présentes chez les patients de fièvre typhoïde par rapport aux individus en bonne santé. Ces résultats suggèrent que ces bactéries spécifiques pourraient jouer un rôle dans la protection contre la fièvre typhoïde.
Participants à Haut Titre Anti-Vi
Les individus avec des titres anti-Vi élevés peuvent représenter des personnes porteuses asymptomatiques de S. Typhi ou celles ayant eu des infections non diagnostiquées. Étudier ce groupe est essentiel pour comprendre la transmission de la typhoïde. Les résultats ont révélé que les microbiotes intestinaux des individus à haut titre Vi étaient distincts de ceux des patients de fièvre typhoïde aiguë et des contacts domestiques, indiquant une différence potentielle dans la manière dont ces groupes réagissent à S. Typhi.
Gènes de résistance antimicrobienne
Les chercheurs ont également examiné les gènes de résistance antimicrobienne (RAM) dans les microbiotes intestinaux des participants. Ils ont trouvé que la présence de gènes de RAM était plus élevée chez ceux atteints de fièvre typhoïde aiguë par rapport aux contacts domestiques sains. Cela suggère que l'utilisation antérieure d'antibiotiques peut influencer le microbiote intestinal et sa capacité à combattre les infections.
Implications de l'Étude
Les résultats de cette recherche ont des implications cruciales pour comprendre l'interaction entre la fièvre typhoïde et le microbiote intestinal. Les résultats indiquent que le microbiote intestinal pourrait jouer un rôle protecteur contre la fièvre typhoïde en influençant les réponses immunitaires et peut-être en réduisant la susceptibilité à la maladie.
De plus, les différences de composition du microbiote entre différentes populations géographiques illustrent comment des facteurs locaux comme l'alimentation, l'environnement et les pratiques de santé peuvent impacter la santé. Reconnaître ces variations peut aider à adapter les interventions de santé publique pour lutter efficacement contre la fièvre typhoïde et d'autres maladies.
Conclusion
Cette étude enrichit notre compréhension de la relation complexe entre le microbiote intestinal et la fièvre typhoïde. Bien que plus de recherches soient nécessaires pour comprendre pleinement ces interactions, identifier des signatures microbiennes spécifiques associées à la susceptibilité à la fièvre typhoïde pose les bases pour de futures études explorant des stratégies de prévention et de traitement. Comprendre le rôle protecteur du microbiote intestinal peut mener à des approches innovantes pour améliorer la santé publique, en particulier dans les régions fortement touchées par la typhoïde et des maladies similaires.
Source originale
Titre: Interplay Between the Gut Microbiome and Typhoid Fever: Insights from Endemic Countries and a Controlled Human Infection Model
Résumé: Typhoid fever is a systemic infection caused by Salmonella enterica serovar Typhi (S. Typhi) invasion from the gut lumen. Transmission between people occurs through ingestion of contaminated food and water, particularly in settings with poor water and sanitation infrastructure, resulting in over 10 million illnesses annually. As the pathogen invades via the gastrointestinal tract, it is plausible that the gut microbiome may influence the outcome of S. Typhi exposure. There is some evidence that bacteria producing short-chain fatty acids (SCFAs) may create an environment unfavourable to invasive Salmonella, but data from humans is limited. To investigate the association between gut microbiome and typhoid fever, we analysed samples collected from three all-age cohorts enrolled in a prospective surveillance study conducted across three settings where typhoid fever is endemic (Dhaka, Bangladesh; Blantyre, Malawi; and Kathmandu, Nepal). Cohorts consisted of acute typhoid fever patients (n=92), asymptomatic household contacts of typhoid fever patients (representing individuals who were likely exposed to S. Typhi but did not develop disease, n=97), and asymptomatic serosurvey participants with high Vi antibody titres (representing individuals who were exposed to S. Typhi and may be carriers, n=69). The stool microbiomes of each cohort were characterised using shotgun metagenomics, and bacterial diversity, composition, and function were compared. We identified 4 bacterial species that were significantly lower in abundance in typhoid fever patients compared with household contacts (i.e. probably exposed), in two of the three participant populations (Bangladesh and Malawi). These bacteria may represent taxa that provide protection against development of clinical infection upon exposure to S. Typhi, and include the inflammation-associated species Prevotella copri clade A and Haemophilus parainfluenzae. Our functional analysis identified 28 specific metabolic gene clusters (MGCs) negatively associated with typhoid fever in Bangladesh and Malawi, including seven MGCs involved in SCFA metabolism. The putative protection provided by microbiome SCFA metabolism was supported by data from a controlled human infection model conducted in a UK population, in which participants who did not develop typhoid fever following ingestion of S. Typhi had higher abundance of a putative SCFA-metabolising MGC (q-value = 0.22). This study identified the same protective associations between taxonomic and functional microbiota characteristics and non-susceptibility to typhoid fever across multiple human populations. Future research should explore the potential functional role of SCFAs and inflammation-associated bacteria in resistance to S. Typhi and other enteric infections.
Auteurs: Philip M. Ashton, L. Mageiros, J. E. Meiring, A. C. Chirambo, F. Khanam, S. Dongol, H. Banda, A. Karkey, L. P. Llanes, H. Thomaides-Brears, M. Gibani, N. H. Rajib, N. Rahman, P. K. Biswas, M. A. I. Bhuiyan, S. Kay, K. Auger, O. Seret, N. R. Thomson, A. J. Pollard, S. Baker, B. Basnyat, J. D. Clemens, C. Dolecek, S. J. Dunstan, G. Dougan, R. S. Heyderman, V. E. Pitzer, F. Qadri, M. A. Gordon, K. E. Holt, T. C. Darton, Strategic Typhoid Alliance Across Asia and Africa Consortium
Dernière mise à jour: 2024-11-29 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.02.24312347
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.02.24312347.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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