La recherche, publiée dans Cell Reports, a découvert que les signaux des bactéries intestinales aident à maintenir une première ligne de défense dans la muqueuse du poumon. Lorsque des souris avec des bactéries intestinales saines ont été infectées par la grippe, environ 80% d’entre elles ont survécu. Cependant, seul un tiers a survécu s’ils ont reçu des antibiotiques avant d’être infectés.
« Nous avons constaté que les antibiotiques peuvent éliminer la résistance précoce à la grippe, ajoutant une preuve supplémentaire qu’ils ne doivent pas être pris ou prescrits à la légère », explique le Dr Andreas Wack, qui a dirigé la recherche à l’Institut Francis Crick. « Une utilisation inappropriée favorise non seulement la résistance aux antibiotiques et tue les bactéries intestinales utiles, mais peut également nous rendre plus vulnérables aux virus. Cela pourrait être pertinent non seulement chez les humains, mais aussi chez les animaux d’élevage, car de nombreuses fermes dans le monde utilisent des antibiotiques à titre prophylactique. D’autres recherches dans ces environnements sont nécessaires de toute urgence pour voir si cela les rend plus sensibles aux infections virales. »
L’étude a révélé que la signalisation de l’interféron de type I, qui est connue pour réguler les réponses immunitaires, était la clé d’une défense précoce. Parmi les gènes activés par l’interféron se trouve un gène de souris, Mx1, qui est l’équivalent du gène MXA humain. Ce gène antiviral produit des protéines qui peuvent interférer avec la réplication du virus de la grippe. Bien que souvent étudiés dans les cellules immunitaires, les chercheurs ont découvert que les signaux d’interféron pilotés par le microbiote maintiennent également des gènes antiviraux actifs dans la muqueuse pulmonaire, empêchant le virus de prendre pied.
« Nous avons été surpris de découvrir que les cellules qui tapissent les poumons, plutôt que les cellules immunitaires, étaient responsables de la résistance précoce à la grippe induite par le microbiote », explique Andreas. « Des études antérieures se sont concentrées sur les cellules immunitaires, mais nous avons constaté que les cellules de revêtement sont plus importantes pour les premiers stades cruciaux de l’infection. Ils sont le seul endroit où le virus peut se multiplier, ils sont donc le champ de bataille clé dans la lutte contre la grippe. Les bactéries intestinales envoient un signal qui maintient les cellules tapissant le poumon préparées, empêchant le virus de se multiplier si rapidement.
« Il faut environ deux jours aux cellules immunitaires pour monter une réponse, période pendant laquelle le virus se multiplie dans la muqueuse pulmonaire. Deux jours après l’infection, les souris traitées aux antibiotiques avaient cinq fois plus de virus dans leurs poumons. Pour faire face à cette plus grande menace, la réponse immunitaire est beaucoup plus forte et plus dommageable, entraînant des symptômes plus graves et des résultats pires. »
Pour tester si l’effet protecteur était lié aux bactéries intestinales plutôt qu’aux processus locaux dans les poumons, les chercheurs ont traité des souris avec des antibiotiques, puis repeuplé leurs bactéries intestinales par transplantation fécale. Cela a restauré la signalisation de l’interféron et la résistance à la grippe associée, suggérant que les bactéries intestinales jouent un rôle crucial dans le maintien des défenses.
« Pris ensemble, nos résultats montrent que les bactéries intestinales aident à garder les cellules non immunitaires ailleurs dans le corps préparées à une attaque », explique Andreas. « Ils sont mieux protégés de la grippe car les gènes antiviraux sont déjà activés lorsque le virus arrive. Ainsi, lorsque le virus infecte un organisme préparé, il a presque perdu avant le début de la bataille. En revanche, sans bactéries intestinales, les gènes antiviraux ne s’activeront pas tant que la réponse immunitaire n’interviendra pas. C’est parfois trop tard car le virus s’est déjà multiplié plusieurs fois, de sorte qu’une réponse immunitaire massive et dommageable est inévitable. »