Le groupe de recherche a analysé l'ancien ADN extrait de matières fécales sédimentaires vieilles de 50 000 ans (le plus ancien échantillon de matières fécales disponible à ce jour). Les échantillons ont été collectés à El Salt (Espagne), un site où vivaient de nombreux Néandertaliens. Crédit :Université de Bologne
Le microbiote intestinal des Néandertaliens comprenait déjà certains micro-organismes bénéfiques que l'on retrouve également dans notre propre intestin. Un groupe de recherche international dirigé par l'Université de Bologne est parvenu à ce résultat en extrayant et en analysant l'ADN ancien de sédiments fécaux vieux de 50 000 ans prélevés sur le site archéologique d'El Salt, près d'Alicante (Espagne).
Publié dans Biologie de la communication , leur article avance l'hypothèse de l'existence de composants ancestraux du microbiote humain vivant dans le tractus gastro-intestinal humain depuis avant la séparation entre Homo Sapiens et Néandertaliens survenue il y a plus de 700 000 ans.
"Ces résultats nous permettent de comprendre quels composants du microbiote intestinal humain sont essentiels pour notre santé, car ils font partie intégrante de notre biologie également d'un point de vue évolutif", explique Marco Candela, professeur au Département de pharmacie et de biotechnologie de l'Université de Bologne, qui a coordonné l'étude. "De nos jours, il y a une réduction progressive de la diversité de notre microbiote en raison du contexte de notre vie moderne :les découvertes de ce groupe de recherche pourraient nous guider dans la conception de solutions adaptées à l'alimentation et au mode de vie pour contrer ce phénomène."
Les enjeux du microbiote "moderne"
Le microbiote intestinal est la collection de milliers de milliards de micro-organismes symbiotes qui peuplent notre tractus gastro-intestinal. Il représente une composante essentielle de notre biologie et remplit des fonctions importantes dans notre corps, telles que la régulation de notre métabolisme et de notre système immunitaire et la protection contre les micro-organismes pathogènes.
Des études récentes ont montré comment certaines caractéristiques de la modernité - telles que la consommation d'aliments transformés, la consommation de drogues, la vie dans des environnements hyper-aseptisés - conduisent à une réduction critique de la biodiversité dans le microbiote intestinal. Cet épuisement est principalement dû à la perte d'un ensemble de micro-organismes appelés "vieux amis".
"Le processus d'épuisement du microbiote intestinal dans les populations urbaines occidentales modernes pourrait représenter un signal d'alarme important", déclare Simone Rampelli, chercheur à l'Université de Bologne et premier auteur de l'étude. "Ce processus d'épuisement deviendrait particulièrement alarmant s'il impliquait la perte de ces composants du microbiote qui sont cruciaux pour notre physiologie."
En effet, il y a des signes alarmants. Par exemple, en Occident, nous assistons à une augmentation spectaculaire des cas de maladies inflammatoires chroniques, telles que les maladies inflammatoires de l'intestin, le syndrome métabolique, le diabète de type 2 et le cancer colorectal.
Comment le microbiote "ancien" peut aider
Comment identifier les composants du microbiote intestinal les plus importants pour notre santé ? Et comment les protéger avec des solutions ciblées ? Ce fut le point de départ de l'idée d'identifier les traits ancestraux de notre microbiote - c'est-à-dire le noyau du microbiote intestinal humain, qui est resté constant tout au long de notre histoire évolutive. La technologie permet aujourd'hui de relever ce défi avec succès grâce à un nouveau domaine scientifique, la paléomicrobiologie, qui étudie les micro-organismes anciens à partir de vestiges archéologiques grâce au séquençage de l'ADN.
Le groupe de recherche a analysé d'anciens échantillons d'ADN collectés à El Salt (Espagne), un site où vivaient de nombreux Néandertaliens. Pour être plus précis, ils ont analysé l'ancien ADN extrait de matières fécales sédimentaires vieilles de 50 000 ans (le plus ancien échantillon de matière fécale disponible à ce jour). Ils sont ainsi parvenus à reconstituer la composition des micro-organismes peuplant l'intestin des Néandertaliens. En comparant la composition du microbiote des Néandertaliens au nôtre, de nombreuses similitudes ont émergé.
"Grâce à l'analyse de l'ADN ancien, nous avons pu isoler un noyau de micro-organismes partagés avec l'Homo sapiens moderne", explique Silvia Turroni, chercheuse à l'Université de Bologne et première auteure de l'étude. "Cette découverte nous permet d'affirmer que ces micro-organismes anciens peuplaient l'intestin de notre espèce avant la séparation entre Sapiens et Néandertaliens, qui s'est produite il y a environ 700 000 ans."
Sauvegarder le microbiote
Ces composants ancestraux du microbiote intestinal humain comprennent de nombreuses bactéries bien connues (parmi lesquelles Blautia, Dorea, Roseburia, Ruminococcus et Faecalibacterium) qui sont fondamentales pour notre santé. En effet, en produisant des acides gras à chaîne courte à partir de fibres alimentaires, ces bactéries régulent notre équilibre métabolique et immunitaire. Il y a aussi le Bifidobacterium :un micro-organisme jouant un rôle clé dans la régulation de nos défenses immunitaires, notamment dans la petite enfance. Enfin, dans le microbiote intestinal de Néandertal, les chercheurs ont identifié certains de ces "vieux amis". Cela confirme les hypothèses des chercheurs sur le caractère ancestral de ces composants et leur déplétion récente dans le microbiote intestinal humain en raison de notre contexte de vie moderne.
"Dans le scénario de modernisation actuel, caractérisé par une réduction progressive de la diversité du microbiote, ces informations pourraient guider des stratégies intégrées adaptées à l'alimentation et au mode de vie pour protéger les micro-organismes qui sont fondamentaux pour notre santé", conclut Candela. "Pour cela, promouvoir des modes de vie durables pour notre microbiote intestinal est de la plus haute importance, car cela contribuera à maintenir les configurations compatibles avec notre biologie."
Référence :"Composants d'un microbiome intestinal de Néandertal récupéré à partir de sédiments fécaux d'El Salt" par Simone Rampelli, Silvia Turroni, Carolina Mallol, Cristo Hernandez, Bertila Galván, Ainara Sistiaga, Elena Biagi, Annalisa Astolfi, Patrizia Brigidi, Stefano Benazzi, Cecil M . Lewis Jr., Christina Warinner, Courtney A. Hofman, Stephanie L. Schnorr et Marco Candela, 5 février 2021, Biologie des communications .
DOI :10.1038/s42003-021-01689-y
L'étude intitulée "Composants d'un microbiome intestinal de Néandertal récupéré à partir de sédiments fécaux d'El Salt" a été publiée dans Communication Biology . L'Université de Bologne a participé à cette étude grâce à Marco Candela, Simone Rampelli, Silvia Turroni et Elena Biagi du Département de Pharmacie et Biotechnologie; Annalisa Astolfi du Centre interdépartemental de recherche sur le cancer « Giorgio Prodi »; Patrizia Brigidi du Département des sciences médicales et chirurgicales ; et Stefano Benazzi du Département du patrimoine culturel.
De plus, cette étude a vu la participation de chercheurs de l'Universidad de La Laguna (Espagne), du Massachusetts Institute of Technology (USA) ainsi que de l'Université d'Oklahoma (USA) et du Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research (Autriche). .
