Microbiote et production porcine : Comment interpréter les études sur le microbiote - Partie 2

L'article précédent soulignait la difficulté de mener des études scientifiquement valables sur le microbiote porcin. Cependant, nous avons vu un nombre croissant d'études publiées sur ce sujet (figure 1). Alors que de plus en plus d'informations sont disponibles, comment pouvons-nous donner un sens à toutes ces données et les appliquer en élevage ?

Étape 1 - Connaître ses conditions

Ce sont quelques-uns des paramètres clés utilisés dans les études sur le microbiome qui facilitent la compréhension des résultats. Nombre d'entre eux sont issus de la "macro" écologie - après tout, la communauté bactérienne de l'intestin n'est pas très différente d'un banc de poissons dans la mer. Tous deux entretiennent une relation avec leur environnement et avec les autres êtres avec lesquels ils partagent leur espace/habitat. La compréhension de ces paramètres permet donc d'interpréter correctement les expériences portant sur le microbiome. En général, ces études visent à déterminer quels sont les microbes présents ou absents dans un échantillon : elles répondent à la question générale "Qui est là et combien y en a-t-il ? Les différentes espèces/types de microbes dans un habitat donné (par exemple, l'intestin) se réfèrent généralement à la diversité de la communauté. Cette diversité d'organismes (par exemple, des fruits ou des bactéries) dans un seul habitat (par exemple, les fèces du porcelet n° 495 le troisième jour après le sevrage) est appelée diversité alpha (figure 2) et tient compte de deux aspects principaux :

• Diversité des espèces : combien de types différents de bactéries/espèces il y a.
• Homogénéité des espèces : la distribution (l'abondance) de ces espèces, ou si un organisme est prédominant (plus abondant) que les autres.

Il existe de nombreux indices utilisés pour mesurer la diversité alpha, les plus courants étant l'indice de Shannon, l'indice de Chao1 ou l'indice de Simpsom. Chacun d'entre eux mesure différents aspects de la diversité alpha. Ces indices sont fréquemment utilisés dans les études sur le microbiome car ils reflètent la diversité intra-échantillon.

Lorsque nous comparons la communauté bactérienne de deux habitats (par exemple, des échantillons de matières fécales provenant de porcs traités aux antibiotiques ou non), nous étudions leur diversité bêta ou la similitude entre échantillons. Ces communautés ont-elles beaucoup de choses en commun (par exemple, peut-on trouver les mêmes bactéries dans les échantillons A et B, figure 3) ? Sont-elles similaires ou différentes ? Là encore, il existe de nombreux indices pour mesurer cet aspect, tels que l'indice Unifrac, l'indice de Jaccard, la dissimilarité de Bray-curtis, etc. Ceux-ci prennent en compte différents aspects de la diversité de la communauté, tels que la relation (phylo)génétique entre les microbes ou l'abondance de chaque échantillon.

En général, la diversité alpha du microbiote intestinal tend à augmenter et la diversité bêta à diminuer tout au long de la vie du porc (figure 4).

Étape 2 - L'étude comprend-elle les témoins adéquats ?

Lorsqu'il s'agit d'études sur le microbiome, tous les efforts doivent viser à minimiser l'effet des contaminants. L'ADN microbien est littéralement partout (même si les microbes sont morts, leur ADN est toujours là) et les technologies actuelles de séquençage de l'ADN peuvent en détecter de petites quantités (comme indiqué dans la première partie). Ainsi, les études doivent non seulement inclure des groupes expérimentaux appropriés (par exemple, des porcs traités aux antibiotiques et non traités provenant du même lot, nourris avec le même régime alimentaire...), mais aussi des groupes témoins appropriés (tubes de collecte vides ou kits de séquençage sans échantillon) pour aider à identifier les contaminants et les éliminer de l'analyse. S'ils ne figurent pas dans l'étude, toute conclusion pourrait être erronée.

Étape 3 - Signification biologique et au-delà de la valeur P (ou : cela affecte-t-il vraiment les animaux ?)

Il est facile de modifier la structure de la communauté microbienne. Le microbiote intestinal, par exemple, est sensible aux changements de régime alimentaire, d'espace physique et aux antibiotiques. Les interventions peuvent facilement entraîner des changements importants dans la composition de la communauté (diversité alpha et bêta). Au cours des dernières décennies, d'importants travaux ont été réalisés pour le confirmer. Cependant, la preuve de l'importance biologique est essentielle. Une grande partie du "travail" des microbes est redondante. Par exemple, de nombreux organismes du microbiote intestinal peuvent produire les mêmes acides gras à chaîne courte. Par conséquent, les changements dans la communauté microbienne (ou "Qui est là ?") sont probablement moins importants que ce qu'ils font. Il est important de rechercher des preuves indirectes que cet aspect a été affecté par l'intervention, et cela peut se faire de différentes manières : taux de croissance, résistance aux maladies ou fonction de barrière intestinale. Cela dépend vraiment de l'étude, mais cela doit être décrit.

Comme pour toute autre technologie de pointe, certains aspects importants peuvent être perdus lorsque la recherche passe du laboratoire à l'élevage. Au fur et à mesure que la modulation du microbiome et ses applications dans la production porcine se précisent, nous devrions voir apparaître de nouvelles stratégies permettant d'améliorer les performances et la résistance aux maladies.