Les MICROBIOMES à l’honneur, avec la biologie des holobiontes
Cette équipe de biologistes et de scientifiques de la Penn State se penche sur la biologie des holobiontes ou supraorganismes ou « assemblages dynamiques de cellules hôtes et microbiennes en interaction ». Ces organismes pouvant être des animaux, des plantes, des champignons ou autres. L’auteur principal, Seth Bordenstein, directeur du One Health Microbiome Center de la Penn State, professeur de biologie et d’entomologie et 21 autres scientifiques experts de renommée mondiale, proposent aujourd’hui dans la revue Science, une synthèse des recherches sur ces variations biologiques, visibles et invisibles des holobiontes ou « de la vie » et des implications de ces relations complexes entre les micro-organismes et leurs hôtes.
Les micro-organismes, que ce soient des bactéries, virus et autres formes de vie minuscules, peuvent être à l’origine de variations biologiques aussi "visibles" voire plus, que les mutations génétiques, avec pour conséquence le développement de nouvelles lignées et de nouvelles espèces, notamment d’animaux et de plantes mais aussi le développement d’infections ou de maladies.
Cette vision biologique globale de l’organisme peut en effet être adoptée aussi pour le corps humain, un hôte reconnu comme un assemblage dynamique de ses propres cellules en interaction qui constituent des tissus puis des structures anatomiques ou organes, ayant des fonctions spécialisées.
La biologie des holobiontes, une nouvelle voie de compréhension de la santé et des maladies humaines
La biologie des holobiontes est définie par ces experts comme une nouvelle approche multidisciplinaire et holistique de la compréhension de la manière dont les différentes formes et fonctions de la vie, des maladies humaines à la production agricole, dépendent des relations entre les micro-organismes et leurs hôtes.
La biologie des holobiontes éclaire l’évolution, le processus par lequel les êtres vivants changent au fil du temps en mutant et en s’adaptant progressivement à leur environnement. Cela se produit souvent par un processus connu sous le nom de sélection naturelle, où les traits qui aident un organisme à survivre et à se reproduire sont transmis aux générations futures, tandis que les traits moins utiles disparaissent progressivement. La biologie des holobiontes intègre le microbiome dans le processus d’évolution, l’ensemble de tous les microbes dans et sur un hôte donné, contribuant aussi à ces changements biologiques.
Cellules microbiennes et cellules humaines : alors que traditionnellement, les biologistes ont séparé dans la recherche la vie visible (cellules humaines) et la vie invisible (microbiomes),
les microbes étant jusque-là plutôt considérés « comme un bruit de fond »,
ou comme des agents contaminants transitoires sans impact majeur sur la vie de l’hôte, aujourd’hui, il s’agit de prendre aussi en compte le fait que les cellules microbiennes présentes dans et sur le corps humain peuvent en réalité être plus nombreuses que les cellules humaines et qu’elles peuvent induire des effets biologiques visibles.
La biologie des holobiontes suggère que les microbes expliquent davantage de variations de traits biologiques chez les organismes que les gènes. C’est le cas, par exemple, dans le risque de cancer du côlon chez l’Homme, du taux de cholestérol et de l’indice de masse corporelle (IMC). En prenant en compte conjointement la génétique de l’hôte et « ses » microbiomes, il devient possible d’obtenir une image plus complète de la façon dont la vie évolue au fil du temps.
- Chaque organisme hôte vit en contact et en association avec des microbes,
-
ces microbes peuvent provoquer des variations de traits,
- ces traits pouvant être des maladies chroniques.
La biologie des holobiontes remet en cause les classifications des différentes formes de vie : avec cette nouvelle discipline, les microbes sont fondamentaux pour expliquer la variation des différentes formes de vie et les espèces ne peuvent plus être considérées comme « autonomes ».
Chaque forme de vie existe et se définit en association avec les microbes.
Cette nouvelle approche holistique de la biologie des holobiontes ouvre ainsi la voie à la recherche -qui a commencé- sur les communautés microbiennes vivantes qui peuvent nuire ou améliorer la santé humaine.
C’est déjà le cas de recherches récentes visant à lutter, via les microbiotes, contre les maladies chroniques telles que le cancer, les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI), les maladies auto-immunes, les maladies cardiovasculaires, etc…
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