Cours 8 Flashcards
Combien de cellules humaines et de gènes avons nous? Et de cellules microbiennes et gènes microbiens?
-30 billions de cellules humains et 20 000 gènes
-39 billions de cellules microbiennes et 2 à 20 millions de gènes microbiens
*Nous sommes une part infime de la vie sur Terre
Qui est l’inventeur du microscope?
-Antoni Van Leeuwenhook
-bcp de microbes dans la bouche
Qu’est ce que la théorie des germes de la maladie? Et le pasteurianisme?
-Théorie: les m.o pathogènes causent la maladie
-Pasteurianisme: La nature nuisible des microbes nécessite une intervention de l’État et des citoyens en matière d’hygiène. (congélateur, frigidaire)
Qu’est ce que l’hypothèse hygiéniste?
Une exposition précoce aux microorganismes protège contre les allergies en renforçant le système immunitaire
Une surabondance de C. difficile dans l’intestin peut causer une diarrhée sévère. Par quoi est t’elle causé et comment traiter la C. difficile résistants aux antibiotique?
-Causé par surprescription d’antibios, qui endommagent la diversité du microbiote intestinal
-Peut être traité par la transplantation de selles d’un donneur sain
Qu’est ce qu’un métagenome?
-Ensemble des génomes de tous les microbes dans un microbiote
-Il existe des communautés similaires de microbes dans certaines régions du corps, telles que le visage, la peau superficielle de l’avant, divers plis cutanés. Fait du sens car ces enviro ont probablement des contraintes enviro similaires telles que la température, l’humidité et l’exposition à l’oxygène
Le microbiote intestinal a été lié à de nombreux traits:
-Alimentation
-Anxiété
-Maladie inflammatoire de l’intestin
-Dépression
-Troubles auto-immuns
-Allergies
-Obésité
-Famille
Qu’est ce qu’un code barre ADN (ADN encodage)?
-Petite région génique très variable qui peut être utilisée pour identifier une espèce
-Encodage = identifier un échantillon ou une lecture inconnu en associant une région de séquence unique à une base de données d’OTU connus
Que veut dire UTO?
Unité Taxonomique Opérationnelle
-Copies de code-barres avec une identité de séquence de 95 à 99%
-Une définition pratique de l’espèce
À quoi sert le séquençage de l’ADN (DNA barcoding)?
-Identifier présence ou absence d’une espèce particulière dans différents contextes.
-Identifier des agents pathogènes rares
Que veut dire métabarcodage? Et métabarcodage 16S?
-Identifier tous les organismes dans un échantillon communautaire en les codant tous en une seule fois
-Identifier toutes les bactéries dans un échantillons communautaire en les codant toutes en une seule fois avec le code barre de l’ARNr 16S
Quelles sont les étapes du métabarcodage 16S?
1) Extraire l’ADN d’un échantillon de microbiote
2) Amplifier la région 16S de toutes les bactéries de l’échantillon
3) Regrouper les régions 16S en OTU
4) Identifier le genre et l’espèce de chaque OTU
5) Mesurer l’abondance relative de chaque OTU bactérien
6) Étudier l’écologie du microbiote
Expliquez la méthode du métagénome ‘shotgun sequencing’ et son avantage
Séquençage de l’ensemble du métagénome
-Sautez l’étape du codage et séquencez tout l’ADN de toutes les bactéries de l’échantillon en une seule fois.
-Ensuite, associez les séquences géniques bactériennes à une base de données de gènes aux fonctions connues pour voir ce que font les bactéries dans vos échantillons.
-Avantage: Permet d’identifier ce qui se passe dans le microbiome
Pour quoi le métabarcodage 16S est idéal?
Pour mesurer la diversité et l’abondance des communautés microbiennes.
Définissez diversité alpha, richesse des espèces et uniformité des espèces
-Diversité alpha: moyenne de la diversité des espèces au sein des sites. Souvent représentée sous forme de diagramme en boîte des échantillons provenant de différents endroits.
-Richesse des espèces: Combien d’espèces présents dans chaque échantillon?
-Uniformité: Comment les espèces sont elles distribuées dans chaque échantillon?
*Une bonne mesure de la diversité alpha tiendra compte à la fois de la richesse et de l’uniformité
Qu’est ce que la diversité bêta?
-L’étendue de la différenciation des communautés entre les sites ou les échantillons. C-a-d à quel point les échantillons sont ils différents les uns des autres?
-Habituellement représentée dans une ‘ordonnance’ telle que PCoA ou NMDS, qui est essentiellement la même chose que l’analyse en composantes principales.
Ces méthodes semblent être de bonnes façons de mesurer la diversité des espèces, mais comment savez-vous quand arrêter de compter ? Comment tenez-vous compte de la profondeur de séquençage inégale entre vos échantillons ?
-L’approche traditionnelle en écologie consiste à construire des courbes de raréfaction
-Vous pouvez arrêter le séquençage quand vous cessez de trouver de nouvelles espèces
Vrai ou faux: La diversité et l’abondance du 16S varient selon les populations humaines et les modes de subsistance
Vrai. Se regroupent en chasseurs-cueilleurs, agriculteurs, régime occidental
Il y a une forte différences des bactéries présentes selon le type de régime alimentaire et l’agriculture. Qu’est ce qu’on voit chez les Hadza?
-Il est probable que les bactéries dans les intestins des Hadza facilitent la digestion d’un régime riche en fibres et d’un mode de vie de cueillette
-Changements saisonniers dans le régime alimentaire et le microbiome des Hadza
Saison sèche = chasse
Saison des pluies = miel et baies
-Toute l’année = tubercules et baobabs
Quelle population a le microbiome intestinal le plus diversifié de toutes les pop humaines connues?
-Les Yanomami, une population de chasseurs cueilleurs amazoniens
En comparaison à quelle espèce avons nous un niveau de diversité microbienne dans l’intestin extrêmement faible?
En comparaison avec les grands singes sauvages
Définition CAZyme
-Enzymes actives sur les glucides. Enzymes produites par les microbes qui dégradent différents types de composés organiques
-En fonction d la saison, de la pop et du régime alimentaire correspondant, les microbes présents dans l’intestin produisent différentes qté de ces enzymes, ce qui permet la digestion de ces aliments variés
Vrai ou faux: Les échantillons du microbiome se regroupent selon la saison des pluies et la période d’échantillonnage (sèche) chez les singes capucins
Vrai
Quelle est la meilleure façon d’étudier les microbiomes d’espèces éteintes?
Étudier le tartre dentaire.
Au cours de la vie, les microbes dans la bouche se retrouvent piégés dans ce matériau hautement minéralisé qui se conserve extrêmement bien
-Peut aussi fournir de l’info sur les régimes alimentaires des anciens humains
Vrai ou faux: Les microbiomes des Néandertaliens ont également été examinés et ils sont plus similaires à ceux des humains modernes qu’à ceux des chimpanzés.
Faux. C’est le contraire.
Avec le microbiome du tartre dentaire des Néandertaliens, on a pu voir qu’il existe des preuves de variation alimentaire entre les sites. Lesquelles?
-En Belgique, récupèrent des lectures qui correspondent à des différents méga-herbivores tel que des chèvres et des rhino ce qui correspond à l’image des Néandertaliens en tant que chasseurs
-En Espagne, il y avait des preuves d’un régime bcp plus végétarien
Sens opposé pour le métabolisme des acides aminés chez les herbivores et les carnivores. Quel est la différence?
-Les herbivores sont enrichis en réactions biosynthétiques
-Les carnivores sont enrichis en dégradation des acides aminés
Qu’est ce qu’un mammifère myrmécophage?
Mammifères se nourrissant de fourmis et de termites
-Il y a une convergence des microbes intestinaux chez ces mammifères, car ils partagent un régime alimentaire extrêmement similaire
Des souris exemptes de germes (‘gnotobiotiques’) peuvent être élevées sans microbiote intestinal jusqu’à ce qu’on leur en donne un. Que se passe t’o; si on transplante des microbes intestinaux humains dans des souris exemptes de germes?
-Des souris sans microbiote intestinal reçoivent une transplantation fécale humaine
-La moitié reçoit un régime alimentaire normal pauvre en graisses et en polysaccharides végétaux, et l’autre moitié passe à un régime occidental riche en graisses et en sucre
-Les bactéries humaines prennent le dessus. Pendant les quatre premières semaines, lorsque toutes les souris reçoivent le régime pauvre en graisses et riche en polysaccharides végétaux (LF/PP), leur microbiote intestinal a une composition similaire chez toutes les souris pendant quatre semaines.
-Mais après seulement UN JOUR avec le régime occidental, le microbiote intestinal du groupe sous régime occidental se renouvelle complètement !
-Les souris grossissent surtout celles sous régime occidental et les communautés microbiennes sont transmises à la génération suivante
Ce qui s’est passé avec les souris peut t’il se passer avec les humains?
-Les régimes de 20 personnes ont été modifiés pendant quatre jours (10 à base de plantes, 10 à base de viande), et leur microbiote intestinal a été échantillonné chaque jour.
-La similarité du microbiote intestinal de chaque individu avec ses communautés de base (diversité bêta) a changé de manière significative dans le régime à base d’animaux après un jour !
-Le changement alimentaire modifie également l’activité des microbes et le taux d’expression des gènes bactériens impliqués dans différents types de digestion
Est ce que les bactéries de votre intestin peuvent envoyer des messages à votre cerveau?
-Bcp d’entre nous ressentent une relation entre notre état mental et notre ressenti dans nos intestins
-Ex: assez courant d’avoir des problèmes intestinaux quand on est vraiment anxieux ou stressés
L’axe microbiote-intestin-cerveau. Quel nerf est capable d’envoyer et de recevoir des signaux d’homéostasie entre l’intestin et le cerveau?
Le nerf vague
Les niveaux d’hormones de stress diminuent chez les souris nourries avec des probiotiques. Déf de probiotique?
Micro-organisme vivant qui quand administré en qté adéquate confère un bénéfice pour la santé de l’hôte
Quelles sont les façons de mesurer l’anxiété chez les souris?
-Dans le labyrinthe en croix surélevé, les souris qui passent plus de temps dans l’espace ouvert sont considérés comme ayant une faible anxiété, contrairement à celles qui se cachent dans les boîtes
-La boite claire/sombre
Dans quelle situation le GABA (neurotransmetteur associé au stress) diminue?
Quand les souris sont nourries avec Lactobacillus rhamnosus en tant que probiotique
-Mais seulement lorsque le nerf vague reste intact!
-Le même effet est observé dans les tests de comportement
*Évidence pour communication entre intestin et cerveau
Qu’est ce que la fermentation?
-On modifie l’environnement sélectif pour favoriser la croissance de certains microbes et diminuer la croissance d’autres
-La fermentation domestique ne se fait pas dans des contextes stériles
-Sandor Katz, fervant défenseur de la fermentation
ex: kimchi (enviro très salé favorise bactérie lactique comme lactobacillus qui ont effets probiotiques) ou tempeh
Collecte d’aliments provenant de divers aliments fermentés + collecte d’échantillons d’excréments de tous les participants du cours, ensuite congelé les échantillons pour arrêter leur croissance. Résultats?
-Les échantillons de nourriture et les échantillons de selles formaient des groupes clairement différents dans l’analyse de la diversité bêta
-Aussi trouvé des clusters microbiens distincts pour diff communautés alimentaires (légumineuses/produits laitiers/céréales)
Preuve de transfert microbien:
1) Commence avec du lait chèvre cru
2) Inoculé avec des cultures de départ de kéfir qui est très diversifié et de yaourt qui ne l’est pas
3) Le lait devenu kéfir est bcp plus diversifié
*Au final, nous avons identifié plusieurs souches de bactéries dans les intestins des personnes provenant des aliments fermentés, qui sont connues pour être probiotiques!
