Découverte des effets des antibiotiques sur l’hôte et le microbiote à l'aide de réseaux de gènes transrois.

Objectif Malgré l'utilisation répandue des antibiotiques pour traiter des infections potentiellement mortelles et pour la recherche sur le rôle du microbiote commensal, notre compréhension de leurs effets sur l'hôte est encore très limitée. Conception En utilisant un modèle murin populaire de déplétion du microbiote par un cocktail d'antibiotiques, nous avons analysé les effets des antibiotiques en combinant le transcriptome intestinal avec l'analyse métagénomique du microbiote intestinal. Afin d'identifier des microbes et des gènes microbiens spécifiques influençant le phénotype de l'hôte chez les souris traitées par antibiotiques, nous avons développé et appliqué une analyse du réseau transrois. Résultats Nous avons constaté que la plupart des altérations induites par les antibiotiques dans l'intestin peuvent être expliquées par trois facteurs : la déplétion du microbiote ; les effets directs des antibiotiques sur les tissus de l'hôte et les effets des microbes restants résistants aux antibiotiques. La déplétion normale du microbiote entraînait principalement une régulation à la baisse de différents aspects de l'immunité. Les deux autres facteurs (effets directs des antibiotiques sur les tissus de l'hôte et microbes résistants aux antibiotiques) inhibaient principalement l'expression des gènes mitochondriaux et la quantité de mitochondries actives, augmentant la mort cellulaire épithéliale. En reconstruisant et en analysant le réseau transrois, nous avons découvert que ces effets toxiques étaient médiés par la virulence/commandement de quorum dans les bactéries résistantes aux antibiotiques, une découverte validée davantage par des expériences in vitro. Conclusions En plus de révéler les mécanismes des altérations induites par les antibiotiques, cette étude décrit également une nouvelle approche bioinformatique qui prédit les composants microbiens régulant les fonctions de l'hôte et établit une ressource complète sur ce que, pourquoi et comment les antibiotiques affectent l'intestin dans un modèle murin largement utilisé de déplétion du microbiote par les antibiotiques.