Évolution clinique et modifications du microbiote respiratoire basées sur le traitement antibiotique chez les patients atteints de fibrose kystique

L'infection broncho-pulmonaire est la complication la plus fréquente et la plus grave de l'évolution de la mucoviscidose (FK). L'administration d'antibiotiques adaptés aux agents pathogènes infectants est l'un des enjeux clés de sa prise en charge. Cependant, plus de la moitié des patients atteints de mucoviscidose ont des infections respiratoires chroniques pour lesquelles l'agent infectieux reste inconnu conduisant à des thérapies antibiotiques empiriques qui ne sont pas adaptées aux agents responsables. Récemment, de nouvelles technologies ont été appliquées pour la description et la caractérisation des agents microbiens chez les patients atteints de mucoviscidose, y compris des techniques de biologie moléculaire qui nous ont permis de détecter et d'identifier des agents pathogènes nouveaux et/ou émergents. De plus, des techniques moléculaires plus sophistiquées telles que le pyroséquençage et l'amplification et le clonage par PCR nous amènent à démontrer l'énorme diversité microbienne associée aux infections bronchopulmonaires chroniques dans cette population. Par ailleurs, une approche métagénomique a révélé l'extraordinaire complexité de la flore respiratoire de ces patients et, de manière quelque peu inattendue, l'abondance d'anaérobies, de virus et de bactériophages. De plus, il a été montré que certains antibiotiques couramment utilisés en pratique clinique pour le traitement des infections respiratoires étaient capables d'induire ces bactériophages, suggérant l'existence d'un transfert latéral de gènes par transduction. Le microbiome humain est l'ensemble des communautés microbiennes associées au corps humain et représente tous les micro-organismes vivants dans le corps. Son rôle dans le développement de l'immunité a récemment été démontré suggérant que les changements dans cet écosystème jouent un rôle critique dans l'évolution de plusieurs maladies humaines. Par exemple, dans l'obésité, il a été montré qu'il existe une relation entre le microbiote intestinal humain et l'état nutritionnel et métabolique des hôtes et des altérations spécifiques de ce microbiote intestinal peuvent représenter une signature métagénomique de cette maladie. L'évolution du microbiote respiratoire chez les patients atteints de mucoviscidose, dont l'état nutritionnel est souvent altéré (malnutrition chronique par trouble de l'absorption digestive) et recevant des traitements antibiotiques réguliers reste à ce jour inconnue. La caractérisation de cet écosystème et de son rôle est une étape critique pour comprendre le cours évolutif de la maladie.

L'objectif principal de cette étude pionnière est de décrire et de caractériser le microbiote respiratoire à partir d'échantillons d'expectorations d'un nombre limité de patients atteints de mucoviscidose sélectionnés dans 5 centres régionaux de soins (CRCM) du Sud de la France (réseau Mucomed) (2 patients par centre : 6 adultes et 4 enfants), avec un état clinique, microbiologique et fonctionnel similaire avant et après une cure d'antibiotiques. Différents outils microbiologiques seront utilisés dont les systèmes de culture axénique, la co-culture sur amibes afin d'isoler et d'identifier les communautés microbiennes. L'identification des bactéries se fera à l'aide de la spectrométrie de masse MALDI-TOF et/ou de techniques moléculaires. De plus, une amplification par PCR de l'ARNr 16S suivie d'un clonage et d'un séquençage des produits de la PCR à partir du même échantillon de crachat sera effectuée pour identifier et comparer les espèces bactériennes identifiées à l'aide de méthodes moléculaires. Dans un second temps, une fois le microbiote respiratoire caractérisé, il sera intéressant de développer un microarray dédié qui permettra de détecter toutes les bactéries identifiées dans la première étape du projet et d'évaluer sa pertinence sur une plus grande cohorte de patients atteints de mucoviscidose. en étudiant la corrélation entre le microbiote respiratoire et l'état clinique des patients en fonction des traitements antibiotiques prescrits.

Cette étude ouvrira de nouvelles perspectives cliniques et nous aidera à déterminer le rôle potentiel des antibiotiques sur l'évolution du microbiote au cours du traitement selon les pratiques de santé régionales. Cela contribuera à mieux comprendre le rôle du microbiote dans l'évolution de ces infections respiratoires chroniques. Elle pourrait être la première étape de stratégies thérapeutiques innovantes, prenant en compte l'équilibre d'une flore microbienne complexe et évoluant éventuellement en fonction des antibiothérapies. Cela pourrait également faire partie d'une stratégie préventive plus large contre la transmission d'agents pathogènes spécifiques dans la mucoviscidose.