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MICROBIOME: HuMIX, le modèle in vitro qui fonctionne comme l'intestin humain

Actualité publiée il y a 3 années 2 mois 6 jours
Nature Communications

Il s’appelle HuMIX et c’est un prodigieux nouvel outil de recherche sur le microbiome humain qui nous est présenté par cette équipe de l’Université du Luxembourg, un modèle représentatif des conditions réelles et des processus naturels qui se produisent dans nos intestins humains. Ces premiers essais, présentés dans la revue Nature Communications, suggèrent qu’avec HuMIX, il devient possible d’analyser les interactions complexes entre les cellules humaines et les bactéries, prédire leurs effets sur la santé ou l'apparition de maladies, et d'étudier l'action des probiotiques et des médicaments.

Les scientifiques du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB - University of Luxembourg) et de l'Université d'Arizona, réalisent ici une prouesse car l'intestin est l'un des organes humains les plus complexes : ce site du corps entre en contact avec toutes sortes de composés dérivés de nos aliments et avec d'innombrables bactéries. Leur modèle aujourd'hui breveté d'intestin humain, HuMiX, est, en effet représentatif des conditions et des processus réels qui se produisent dans nos intestins. HuMiX pour Human Microbial Cross-talk, permet en particulier la culture de cellules et de bactéries intestinales humaines, ensemble, dans un très petit espace et dans des conditions représentatives. Le dispositif est composé de 3 chambres : dans la chambre supérieure, les nutriments circulent en continu, dans la chambre du milieu, les cellules humaines peuvent se développer, sur une membrane très mince, dans la chambre la plus basse, ce sont les bactéries qui se développent. Avec HuMiX, les chercheurs peuvent observer l'interaction des bactéries en temps réel grâce à la communication prévue avec les cellules intestinales humaines. Les essais confirent la conformité d'HuMiX à partir de cultures de souches bactériennes différentes. Les chercheurs peuvent observer comment l'activité des gènes et le métabolisme des cellules épithéliales intestinales évoluent en fonction des souches bactériennes utilisées. En comparant leurs données avec les résultats d'autres recherches menées sur l'homme ou l'animal, les auteurs aboutissent à une forte concordance. HuMiX semble donc apporter une représentation très précise des processus cellulaires et moléculaires qui ont lieu dans l'intestin humain. « Avec HuMiX, nous pouvons étudier des processus jusque-là inaccessibles par les méthodes expérimentales existantes », expliquent les chercheurs.


Un premier processus intestin-cerveau décrypté : avec HuMiX, les scientifiques montrent qu'une co-culture de cellules intestinales et d'une souche de l'espèce bactérienne Lactobacillus rhamnosus, entraîne la production de messagers du système nerveux, dont le neurotransmetteur GABA, ce qui vient confirmer un mécanisme par lequel l'intestin communique avec le cerveau. C'est un exemple de la capacité d'HuMiX à fournir de toutes nouvelles données et à ouvrir de nouvelles voies de recherche.

De nouvelles voies pour lutter contre l'inflammation : on sait que les processus inflammatoires peuvent jouer un rôle dans l'apparition de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson. HuMiX, va permettre d' « introduire » des espèces bactériennes distinctes ou des communautés entières dans le modèle de l'intestin artificiel et de regarder si ces organismes déclenchent ou ralentissent l'inflammation. « On pourrait même introduire des cellules immunitaires ou des bactéries ».

HuMiX apparait donc comme un outil prometteur pour mieux comprendre une gamme de processus moléculaires impliqués dans l'interaction entre les cellules humaines et les bactéries. Prometteur pour la recherche fondamentale, mais aussi pour la pratique clinique : avec HuMiX, il est désormais également possible d'analyser comment les probiotiques, les nutriments ou les médicaments affectent la physiologie humaine…

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