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RESUME

Le gros intestin est un site de colonisation de microbes bénéfiques pour la nutrition des bovins mais aussi de pathogènes zoonotiques. Nous avons établi le premier catalogue de gènes de microbiomes fécaux de bovins, un proxy des microbiomes du gros intestin, à partir de 436 métagénomes provenant de six pays différents. L’analyse phylogénomique a suggéré que les génomes reconstruits et leurs proches parents forment des branches distinctes et produisent des modèles de regroupement qui correspondent avec l'origine des échantillons métagénomiques. Les taxons bactériens présentaient des profils métaboliques distincts, tandis que les voies métaboliques complètes étaient principalement liées au métabolisme des glucides et des acides aminés. Les changements alimentaires s’avèrent affecter la composition, la diversité et la virulence potentielle de la communauté. Malgré les changements alimentaires, les enzymes identifiées sur les voies métaboliques complètes étaient toujours présentes au niveau du microbiome mais elles étaient codées par différents microbes. Nos résultats fournissent un aperçu global des relations phylogénétiques et du potentiel métabolique d'une communauté bactérienne riche mais peu étudiée et suggèrent qu'elle fournit des services précieux à l'hôte. Nous déduisons provisoirement que les membres de cette communauté ne sont pas irremplaçables, car comme pour les découvertes précédentes dans les communautés de mammifères complexes, les symbiotes bactériens sont accessoires s'il existe des substituts capables d'accomplir la même tâche.

RESULTATS

Dans notre étude (Teseo et al. 2022), nous reconstruisons et analysons les génomes assemblés par métagénomique (MAG) des communautés bactériennes à partir de 436 échantillons fécaux prélevés dans six pays différents. Nous donnons un aperçu global et les premières prédictions du rôle des communautés bactériennes colonisant le gros intestin. Nous montrons comment les produits finaux du métabolisme microbien peuvent bénéficier à l'hôte et à son microbiome, contribuant au bien-être général des ruminants. En estimant les réactions métaboliques et les produits finaux prédits, nous déduisons que la production et/ou la conversion de nutriments bénéfiques (c'est-à-dire les SCFA, les acides aminés limitants, potentiellement les polyamines et autres) est trop importante pour être interrompue. Par conséquent, lorsque les membres des communautés microbiennes qui interviennent dans ces processus disparaissent (à la suite de changements alimentaires), des voies de substitution prennent leur place. Nos résultats illustrent certains des principes qui peuvent sous-tendre les équilibres dynamiques dans l'écosystème de l'intestin des ruminants.

PERSPECTIVES

Nos observations offrent une vue d’ensemble de la complexité des relations entre les bovins et le microbiote du gros intestin. Notre catalogue de référence MAG couvre jusqu'à 70 % des symbiotes bactériens intestinaux et peut être utilisé pour de futures études. Des travaux via des approches fonctionnelles ciblées et des essais in vitro seront nécessaires pour démontrer ces interrelations.
D'un point de vue appliqué, l'identification de symbiotes natifs ouvre la voie à l'établissement de protocoles microbiens à base de probiotiques pour le bien-être des bovins domestiques. Ces travaux fournissent également les premières estimations des risques pathogènes potentiels cryptiques dans les communautés bactériennes des bovins à l'échelle mondiale. Notre étude a le potentiel de devenir une pierre angulaire pour les futures études sur le GIT des bovins.

VALORISATION

Nos sociétés dépendent de la viande et des produits laitiers du bétail. Par conséquent, nous devons garder les animaux en bonne santé, exempt de bactéries zoonotiques et réduire l'utilisation d'antibiotiques dans les élevages. Caractériser fonctionnellement le microbiote intestinal est la première étape pour y parvenir. Cette publication s’inscrit dans l'initiative fecobiome (fecobiome.com) dont nous sommes à l’origine et  qui vise à offrir des solutions viables dans l'élevage bovin au niveau mondial, dont la réduction des risques zoonotiques, la limitation ou l'optimisation de l'utilisation d'antibiotiques (AMR), et l’amélioration du bien-être animal.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Teseo, Serafino, Saria Otani, Christian Brinch, Sabine Leroy, Philippe Ruiz, Mickaël Desvaux, Evelyne Forano, Frank Møller Aarestrup, and Panagiotis Sapountzis. “A Global Phylogenomic and Metabolic Reconstruction of the Large Intestine Bacterial Community of Domesticated Cattle.” Microbiome 10, 155 (2022). https://doi.org/10.1186/s40168-022-01357-1.

Sapountzis, Panagiotis, Serafino Teseo, Saria Otani, Frank Møller Aarestrup, Evelyne Forano, Garett Suen, George Tsiamis, Bradd Haley, Jo Ann Van Kessel, and Sharon A. Huws. “FI: The Fecobiome Initiative.” Foodborne Pathogens and Disease, December 21, 2021. https://doi.org/10.1089/fpd.2021.0082.

Figure de la publication de l'initiative fecobiome (FI) montrant un aperçu de la vision et des objectifs, les domaines de recherche pertinents et comment une mise en œuvre réussie pourrait améliorer la santé et la nutrition animales et réduire le risque d'exposition aux zoonoses et à l’ AMR pour les humains. Les flèches noires indiquent les bénéfices, en fond bleu clair, les deux groupes microbiens d'intérêt (mutualistes bénéfiques ou pathogènes animaux/zoonotiques) et leurs implications sur l'exposition humaine potentielle et les pratiques d'élevage (Sapountzis et al., 2021)