Que dit votre «nuage de microbiome» sur vous?

Les particules, les microbes et les produits chimiques nous bombardent chaque seconde de chaque jour. Pour la première fois, les scientifiques se sont penchés en profondeur sur l'essaim d'activités qui nous suit partout où nous allons.

L'exposome est-il la prochaine frontière médicale?

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Nous connaissons le génome (la somme de notre matériel génétique) et le microbiome (la totalité des invités microbiens qui résident en nous et sur nous).

L'exposome, cependant, comprend la gamme de bactéries, produits chimiques, virus, particules végétales, champignons et animaux microscopiques qui entrent en contact avec nous au cours de notre vie quotidienne.

Les scientifiques n'ont pas étudié l'exposome en détail; sa complexité inhérente et l'énorme variabilité entre les personnes ne sont que deux obstacles auxquels sont actuellement confrontés les chercheurs.

Récemment, une équipe de la faculté de médecine de l'Université de Stanford en Californie a fait une vaillante tentative de percer ce sujet trouble.

Le professeur Michael Snyder, Ph.D., a dirigé l'étude. Il explique pourquoi l'exposome est passionnant et pourquoi il est important, en disant: «La santé humaine est influencée par deux choses: votre ADN et l'environnement.»

«Les gens ont mesuré des choses comme la pollution de l'air à grande échelle, mais personne n'a vraiment mesuré les expositions biologiques et chimiques à un niveau personnel.»

«Personne ne sait vraiment», dit-il, «à quel point l'exposome humain est vaste ou quels types de choses s'y trouvent.»

Outre les aperçus fascinants que ce type de travail pourrait produire, il existe une variété de façons dont il pourrait améliorer notre connaissance de certaines conditions et de leurs facteurs de causalité.

Par exemple, si les personnes souffrant d'allergies saisonnières surveillent leur exposome tout au long de l'année, elles pourraient déterminer exactement à quoi elles sont allergiques; cela pourrait, potentiellement, les aider à éviter cet allergène particulier à l'avenir.

Les découvertes intrigantes ont été publiées plus tôt cette semaine dans la revue Cellule.

Exposer l'exposome

Pour explorer ce phénomène des plus nébuleux, les scientifiques ont surveillé 15 participants à l'aide d'une technologie sur mesure: un dispositif de surveillance de l'air modifié. Il était attaché au bras et prenait de minuscules «respirations» de l'air ambiant; un filtre submicronique piège tout ce qui est aspiré, y compris les virus, les bactéries et les champignons. Ils ont été suivis pendant environ 2 ans.

L'équipe a renvoyé les dispositifs au laboratoire après utilisation, et les experts ont analysé leur contenu, y compris les tests ADN et ARN.

Certaines personnes ont été suivies pendant 1 semaine et d'autres pendant 1 mois. Un participant - le professeur Snyder lui-même - a porté l'appareil de mesure pendant toute la période de 2 ans. Au total, les volontaires ont visité 50 sites distincts.

Démêler les informations génétiques complexes dans la matière biologique piégée a présenté un autre défi pour l'équipe.

Le co-auteur de l'étude Chao Jiang, Ph.D., explique ce problème en déclarant: «Les scientifiques avaient assemblé des bases de données distinctes sur les bactéries, les virus ou les champignons, mais pour décoder complètement nos expositions environnementales, nous avons construit une base de données pan-domaine pour couvrir plus de 40 000 espèces. »

Cette vaste nouvelle base de données contient des informations sur les bactéries, les virus, les animaux, les champignons, les plantes, etc. Il est entièrement consultable, ce qui permet aux scientifiques de développer une image claire de tous les organismes qui ont été capturés. Ils ont examiné les échantillons avec une profondeur sans précédent.

«Personne n'a jamais fait une étude aussi approfondie auparavant. Nous nous sommes retrouvés avec environ 70 milliards de lectures. »

Prof. Michael Snyder, Ph.D.

Des différences surprenantes

Les scientifiques ont été particulièrement surpris de la variation qu'ils ont constatée entre les personnes vivant dans une relative proximité.

Dans une partie de l'étude, quatre participants qui vivaient tous dans la région de la baie de San Francisco en Californie ont été étroitement surveillés pendant 1 mois. Chaque personne vivait dans une partie différente de la région: Palo Alto, Sunnyvale, Redwood City ou San Francisco.

«Il s'avère que, même à très courte distance, nous avons des profils d'exposition ou des« signatures »très différents», explique le professeur Snyder.

«Ces signatures personnelles sont essentiellement des traces de champignons, de plantes, de produits chimiques et de bactéries spécifiques qui sont constamment observées sur ou autour d'une seule personne, mais qui varient d'une personne à l'autre», ajoute-t-il. «De nombreux aspects environnementaux contribuent à cet amalgame microscopique - animaux de compagnie, produits chimiques ménagers, fleurs en fleurs et même pluie.»

«En fin de compte, nous avons tous notre propre nuage de microbiome que nous trafiquons et crachons.»

Prof. Michael Snyder, Ph.D.

La signature de chacun était unique; par exemple, la personne qui résidait à San Francisco avait des niveaux relativement élevés de «bactéries des boues» - le type que vous trouveriez dans les stations d'épuration. Le professeur Snyder, quant à lui, avait constamment des niveaux élevés de champignons. Il pense avoir une explication à cette anomalie:

«Le gars qui a peint ma maison», explique-t-il, «était une personne vraiment écologique et respectueuse de l'environnement. Et il a évité d'utiliser des peintures contenant une substance appelée pyridine. La pyridine tue les champignons et, à mesure que les niveaux de pyridine dans la peinture sont réduits, les niveaux de champignons sont susceptibles d'augmenter.

Le professeur Snyder a porté son appareil pendant toute la période de 2 ans, y compris lors de voyages nationaux et internationaux, de sorte que ses échantillons (comme prévu) ont montré le plus de variété.

Cependant, malgré les différences entre les individus, l'équipe a localisé certains produits chimiques dans la plupart des échantillons. Ceux-ci comprenaient le DEET (un insectifuge) et plusieurs cancérogènes.

Bien que cette étude n'ait impliqué qu'un petit nombre de personnes, elle suggère que l'exposome peut être cartographié. Avec les rames de données que cette technique rend disponibles, le prochain défi sera de les exploiter et de les comprendre toutes.

Cela demandera beaucoup plus de travail. Jusqu'à ce que d'autres résultats arrivent, l'exposome reste une bête mystérieuse. Cependant, maintenant qu'un point d'entrée a été trouvé, d'autres recherches suivront à coup sûr.