La piste de l'adaptation métabolique pour expliquer la prolifération d'Escherichia coli dans le tractus digestif des patients atteints de la maladie de Crohn

Contexte et enjeux

L'expansion des bactéries de la famille des Enterobacteriaceae, et notamment d'Escherichia coli, constitue une caractéristique fréquente des états de dysbiose intestinale observés dans diverses maladies inflammatoires, dont la maladie de Crohn. Les mécanismes expliquant cette prolifération restent cependant mal caractérisés. Cette étude explore l'hypothèse selon laquelle certaines souches d'E. coli possèdent des capacités métaboliques spécifiques leur conférant un avantage compétitif dans l'environnement intestinal altéré des patients atteints de la maladie de Crohn.

Résultats

A travers une comparaison des profils métaboliques, l'étude révèle que les souches d'E. coli issues des patients atteints de la maladie de Crohn présentent des différences métaboliques marquées, en particulier concernant l'utilisation de l'acide aminé D-sérine. Cette capacité est directement liée à la présence du locus génétique dsdCXA, codant les enzymes impliquées dans le transport et le catabolisme de la D-sérine. Les résultats suggèrent que la D-sérine constitue non seulement une ressource nutritive pour les bactéries capables de la métaboliser, mais exerce également un effet inhibiteur sur les souches dépourvues de cette voie métabolique, renforçant ainsi l'avantage compétitif des bactéries dsd⁺.

Figure 1 - Comparaison de la capacité à consommer un panel varié de métabolites carbonés entre des isolats intestinaux d'Escherichia coli provenant d'individus sains ou de patients atteint de la maladie de Crohn ou de la polyarthrite rhumatoïde

Perspectives

Cette étude apporte ainsi des arguments expérimentaux en faveur de l'idée que la composition métabolique du milieu intestinal contribue à sélectionner certaines populations d'E. coli au cours de la dysbiose. Plus largement, elle souligne que l'exploitation de nutriments spécifiques, tels que certains acides aminés, peut constituer un déterminant majeur de l'expansion des Enterobacteriaceae dans les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre les mécanismes écologiques qui façonnent le microbiote intestinal et pourraient, à terme, conduire au développement de stratégies thérapeutiques visant à limiter la prolifération de souches opportunistes en ciblant leurs voies métaboliques spécifiques.

Valorisation

Ces travaux ont fait l'objet d'une publication dans le journal "Current Research in Microbial Sciences" :

Moreira de Gouveia MI, Blanchot A, Garrivier A, Daniel J, Nguyen AL, Messager A, Bernalier-Donadille A, Jubelin G. 2026. D-serine metabolism enhances Escherichia coli fitness in the gut and could contribute to Enterobacteriaceae expansion in Crohn's disease patients. Curr Res Microb Sci. 10:100585. doi: 10.1016/j.crmicr.2026.100585.