Les bactéries intestinales peuvent renforcer le système immunitaire des patients atteints du VIH – étude israélienne

Une étude révolutionnaire menée à la fois en Israël et en Éthiopie – et dont les conclusions ont été rendues publiques jeudi – met en lumière la manière dont les bactéries de l’intestin peuvent renforcer les défenses immunitaires des personnes qui vivent avec le VIH, à un stade précoce.

Cette recherche – dirigée par le professeur Eran Elinav de l’Institut Weizmann des sciences à Rehovot et son épouse, la professeure Hila Elinav, directrice du Centre Hadassah pour le SIDA à Jérusalem, un duo partenaire dans la vie professionnelle comme dans la vie civile – montre que les micro-organismes qui vivent dans le tube digestif, qui sont connus sous le nom de microbiome intestinal, constituent un organe actif du système immunitaire de l’organisme.

L’étude – qui a été diffusée malgré les difficultés qui ont été rencontrées par les chercheurs pour la réaliser – a été publiée dans la prestigieuse revue scientifique Nature Microbiology. Ainsi, l’un des premiers auteurs de l’étude a été contraint de fuir son domicile, en Éthiopie, quand la guerre civile a éclaté alors qu’il y menait des recherches – et le laboratoire du principal scientifique impliqué dans ces travaux scientifiques, à l’institut Weizmann, a été détruit par une attaque iranienne au missile balistique en juin dernier.

Les conclusions de l’étude ouvrent la voie à de nouvelles thérapies médicales qui ciblent l’écosystème bactérien de l’organisme, avec pour objectif de renforcer le système immunitaire des personnes vivant avec le VIH.

« Notre étude apporte des preuves solides, chez l’homme, d’une influence mutuelle entre le microbiome et le système immunitaire », dit Eran Elinav. « En fait, le microbiome agit comme une sorte d’organe immunitaire : il façonne l’immunité et il y répond ».

Le VIH cible le système immunitaire

Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) est un virus qui attaque et qui affaiblit le système immunitaire. Le syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA) survient au stade le plus avancé de l’infection.

Le VIH cible les globules blancs, ce qui rend le patient plus vulnérable face à des maladies telles que la tuberculose, les infections et certains cancers.

Le VIH se transmet entre les êtres humains lorsque des fluides corporels infectés pénètrent dans la circulation sanguine d’une autre personne – le plus souvent par le biais de rapports sexuels non protégés, par le partage de seringues usagées ou de la mère à l’enfant pendant la grossesse. Il peut aussi se transmettre lors de l’accouchement ou de l’allaitement.

Toutefois, avec un traitement approprié, toutes les personnes séropositives ne développent pas nécessairement le SIDA.

Selon les chiffres les plus récents qui ont été communiqués par le ministère de la Santé, 9 064 personnes vivent avec le VIH en Israël. En Éthiopie, ce sont environ 600 000 personnes qui vivent avec le virus. Les derniers chiffres de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) montrent que plus de 40 millions de personnes dans le monde sont séropositives.

Analyse du microbiome

Le microbiome intestinal est un vaste écosystème qui est composé de milliers de milliards de micro-organismes – notamment de bactéries et de champignons – qui vivent dans les intestins.

Ces microbes essentiels orientent le système immunitaire, lui permettant de faire la distinction entre les substances inoffensives et les agents pathogènes dangereux. Quand cet équilibre délicat est perturbé, une inflammation chronique peut suivre, rendant l’organisme vulnérable et faible.

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs de Weizmann ont analysé la composition du microbiome intestinal dans les selles d’environ 70 personnes vivant avec le VIH en Israël et dans celles d’un nombre similaire d’individus, eux aussi affectés par le VIH, en Éthiopie, prélevant des échantillons à plusieurs stades au cours de l’infection virale.

Lorsque le projet a débuté, le docteur Jemal Ali Mahdi, l’un des principaux membres de l’étude, était en train de faire son doctorat à l’université Ben Gurion du Néguev. Il a rejoint le laboratoire d’Eran Elinav à Weizmann en tant qu’étudiant invité.

Mahdi est devenu l’un des cinq premiers co-auteurs de l’étude, aux côtés des docteurs Stavros Bashiardes, Melina Heinemann, Lorenz Adlung et Rafael Valdés-Mas. Il a été chargé de collecter les échantillons en Éthiopie, en collaboration avec une équipe médicale locale.

Toutefois, peu après son retour chez lui, la guerre civile a éclaté dans la région et il a été contraint de fuir aux États-Unis. Il est ensuite retourné en Éthiopie pour mener à bien l’étude, malgré les dangers persistants.

Pour cette recherche, les scientifiques ont comparé les microbiomes des participants des deux pays à ceux de personnes non-infectées provenant de la même zone géographique. Tous les participants séropositifs ont reçu le traitement antiviral standard disponible dans leur pays – même si en Éthiopie, les médicaments ont tendance à être moins avancés que ceux qui sont disponibles en Israël.

En plus de dresser le profil du microbiome, les scientifiques ont mesuré les niveaux de lymphocytes T CD4, une cellule immunitaire vitale qui coordonne la défense de l’organisme contre les infections.

Chez les personnes séropositives, le virus détruit progressivement les lymphocytes T CD4 et, en l’absence de traitement, le nombre de CD4 finit par chuter, ouvrant la voie à des maladies plus graves associées au SIDA.

La destruction de ces cellules se produit en grande partie dans la muqueuse intestinale, qui sert de refuge principal au VIH.

« L’intestin sert en quelque sorte de réservoir au VIH, et les lymphocytes T de sa muqueuse restent endommagés même quand le système immunitaire du reste de l’organisme se rétablit grâce à un traitement antiviral », explique Hila.

Le microbiome des personnes vivant avec le VIH s’est révélé être différent de celui du groupe témoin non-infecté. De plus, les scientifiques ont remarqué que la composition des microbes intestinaux continuait à changer avec la progression du VIH.

Certaines de ces modifications microbiennes ont fait leur apparition chez les participants éthiopiens et israéliens à l’étude, laissant croire à l’existence de règles biologiques universelles. D’autres se sont révélées être propres à un seul pays, reflétant probablement l’impact du régime alimentaire et du mode de vie locaux sur les microbes intestinaux des résidents, selon les chercheurs.

« Nous pensons que le virus n’affecte pas directement les bactéries », explique Eran. Les scientifiques ont plutôt découvert que le VIH affectait le système immunitaire, qui sécrète normalement des « molécules antibiotiques naturelles ».

Les scientifiques ont ensuite effectué un test supplémentaire et ils ont transféré les microbes intestinaux de personnes vivant avec le VIH et de volontaires non-infectés à des souris qui n’avaient aucun microbe ou dont le microbiome avait été considérablement réduit par des antibiotiques.

Comme les souris ne sont pas sensibles au VIH, un éventuel changement immunitaire chez les animaux ne pouvait pas être entraîné par le virus.

Au début, les résultats ont déconcerté les chercheurs.

Les microbiomes des porteurs du VIH ont augmenté les niveaux de lymphocytes T CD4 dans l’intestin des souris à un niveau encore plus élevé que chez les rongeurs qui avaient reçu des microbes intestinaux provenant de donneurs non-infectés. Ce qui démontre le rôle primordial qui est celui du microbiome dans le développement de la fonction immunitaire lors d’une infection par le VIH, notent les scientifiques dans leur recherche.

Toutefois, chez certains participants qui avaient développé une immunodéficience grave – et le SIDA – le microbiome ne soutenait plus le système immunitaire. Les souris qui avaient reçu des bactéries intestinales provenant de ces patients atteints du SIDA présentaient de faibles taux de CD4, et les effets du « coup de pouce » apporté par le microbiome avaient disparu.

Crucial pour les régions qui ne disposent pas de traitements antiviraux avancés

Les scientifiques ont fait remarquer, dans leur étude, que les futurs traitements pour les patients atteints du VIH pourraient prendre pour cible le microbiome par le biais d’une alimentation équilibrée, de probiotiques ou même de bactériophages, des virus qui se nourrissent de bactéries.

« Il reste beaucoup à faire pour identifier les microbes et les molécules exacts qui sont impliqués là-dedans », déclare Hila. « Mais notre étude suggère qu’à l’avenir, la modification du microbiome pourrait contribuer à renforcer l’immunité et à réduire le risque d’infections mortelles chez les personnes qui vivent avec le VIH ».

Hila, qui a fait du bénévolat dans une clinique de la région du Tigré, dans le nord de l’Éthiopie, un secteur dévasté par la pauvreté et par une guerre civile incessante, affirme que ce traitement est « particulièrement crucial dans les régions où les thérapies antivirales avancées sont encore hors de portée, ou chez les patients dont le système immunitaire n’est pas suffisamment rétabli par le biais d’un traitement antiviral ».