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Décrypter le rôle du microbiote dans la production porcine. Partie 1

À quoi ressemble un microbiote sain, et que nous manque-t-il pour l'apprivoiser ?

5 Juillet 2022

Ces dernières années, on a beaucoup parlé du "microbiote" des porcs. De nombreuses études scientifiques ont analysé le microbiote et son impact sur la production et la santé, mais nous n'avons pas une image claire de ce à quoi ressemble un "microbiote sain". Qu'est-ce que le microbiote et comment peut-il contribuer au maintien de la santé des porcs ? Nous vous l'expliquons.

Le terme "microbiote" est issu du terme écologique "biote", qui désigne toute forme de vie présente dans une région ou un habitat donné. Le microbiote désigne donc le biote microscopique, c'est-à-dire l'ensemble des micro-organismes présents dans un endroit donné (par exemple, la composition du microbiote de l'intestin du porc illustrée à la figure 1). Ce terme inclut le bactériote (lorsqu'il s'agit de bactéries uniquement), le virote (virus uniquement) ou le mycobiote (champignons uniquement). Il ne faut pas le confondre avec le microbiome (ou d'autres termes se terminant par "-ome"), qui désigne l'ensemble des génomes d'un échantillon donné. Les génomes sont l'ensemble des gènes d'un organisme donné. Le microbiote et le microbiome ne sont pas identiques, mais sont souvent utilisés de manière interchangeable.

Figure 1 - Estimation de la proportion relative des différents micro-organismes dans le microbiome intestinal du porc. Bien que les bactéries représentent la grande majorité des microbes présents dans l'intestin du porc, d'autres microorganismes jouent un rôle important dans le réseau complexe qui constitue l'interaction entre l'intestin et le microbiote.

Figure 1 - Estimation de la proportion relative des différents micro-organismes dans le microbiome intestinal du porc. Bien que les bactéries représentent la grande majorité des microbes présents dans l'intestin du porc, d'autres microorganismes jouent un rôle important dans le réseau complexe qui constitue l'interaction entre l'intestin et le microbiote.

L'étude du microbiote est extrêmement complexe et difficile. En fait, la plupart des études sur le "microbiote" portent sur autre chose. Contrairement à un biologiste qui utilise des jumelles pour observer des aras sauvages dans la jungle brésilienne, les microbiologistes ne peuvent pas se contenter de regarder les virus et de les voir interagir. En fait, nous ne pouvons pas cultiver de nombreux micro-organismes en laboratoire en utilisant les protocoles de routine (Kogure et al., 1979 ; Staley et Konopka, 1985). Ce problème est d'une telle ampleur que les scientifiques l'ont appelé "la grande anomalie du comptage sur boîtes", un phénomène dans lequel, bien que l'on observe une grande diversité de micro-organismes au microscope, la culture de laboratoire ne la reflète pas (figure 2). Cela s'explique par notre connaissance limitée des exigences nutritionnelles et environnementales de chaque micro-organisme ; nous ne connaissons probablement qu'une proportion très limitée de tous les microbes. Alors, comment étudie-t-on le microbiote ?

La réponse est le séquençage. Nous séquençons leurs génomes et utilisons leur séquence d'ADN pour les identifier et comprendre comment ils interagissent entre eux et avec leurs hôtes porcins. La séquence d'ADN de chaque microbe (et de tout être vivant) fonctionne comme un code-barres. En "scannant" ce code-barres, nous pouvons identifier le "produit" (le microbe). Ainsi, la grande majorité de ce que nous savons sur le microbiote provient de la connaissance du microbiome. Mais pourquoi ne pouvons-nous pas apprivoiser le microbiote comme nous l'avons fait pour les chiens il y a 10 000 ans, et le faire travailler pour nous ?

Jusqu'à présent, la plupart des recherches se sont attachées à répondre à la question "Qui est là ?" dans le microbiome. Bien qu'il s'agisse d'une étape importante, il est désormais reconnu que, plus important que de savoir "qui", il faut savoir "ce qu'il fait". En outre, il existe certaines réserves en ce qui concerne les technologies de séquençage de l'ADN et la traduction de cette vaste quantité de données en solutions utiles :

  • L'ADN est présent partout. Cela signifie qu'il y a une contamination à presque toutes les étapes de l'analyse (Salter et al., 2014). Cela peut fausser les données et les résultats, à moins qu'il n'y ait des contrôles très stricts, et souvent il n'y en a pas.
  • Les outils utilisés pour analyser les données du microbiome ne sont pas standardisés et chacun d'entre eux présente un biais important. Cela signifie qu'il est très difficile de comparer les données d'une étude à l'autre.
  • Il y a BEAUCOUP de microbes (il y en a 1014 rien que dans le côlon). Ils sont tous différents et nous avons très peu d'informations sur la plupart d'entre eux, sur ce qu'ils peuvent faire et comment ils le font.
    Toute activité significative provient généralement de microbes rares, ce qui signifie que nous cherchons une aiguille dans une botte de foin sans savoir à quoi ressemble cette aiguille.
    Il existe des interactions entre les microbes que nous ne comprenons pas/ne connaissons pas, alors comment pouvons-nous les rechercher ?
  • Le microbiote est complexe et TRES variable. Il varie entre les hôtes (porc vs vache), entre les sites (œil de porc vs bouche de porc), entre les moments de la journée (matin vs soir, Liang et FitzGerald, 2017 ; Voigt et al., 2016). Essentiellement, chaque fois que nous le regardons, nous voyons quelque chose de différent.

On pense que certains de ces défis seront relevés dans les années à venir, à mesure que les technologies de séquençage de l'ADN deviendront plus efficaces et plus accessibles, et qu'une meilleure détection des contaminants sera mise au point. Dans le prochain article de cette série, nous verrons comment les données sur le microbiome sont interprétées, ce que nous savons jusqu'à présent du microbiome porcin et comment des progrès sont réalisés pour exploiter son potentiel afin d'améliorer la santé et la production.

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