Dans une découverte qui remet en question des assumptions profondément ancrées sur l’entérocolite nécrosante, une maladie intestinale soudaine et fréquemment mortelle qui touche les bébés prématurés, des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Washington à Saint‑Louis (États‑Unis) ont identifié des facteurs prédictifs de la maladie jusqu’ici inconnus.
Bien qu’il ait été suggéré que les bactéries jouent un rôle clé dans cette maladie dévastatrice, les scientifiques n’avaient pas réussi à repérer des caractéristiques bactériennes intestinales spécifiques permettant de la prédire de manière fiable. Dans cette nouvelle étude, publiée dans la revue ‘Gut’, les chercheurs ont découvert que, dans le microbiote des bébés, les virus qui infectent les bactéries et les gènes de résistance des bactéries aux antibiotiques constituent des indicateurs supplémentaires de l’entérocolite nécrosante.
Les résultats constituent les premiers à démontrer que ces biomarqueurs présents dans les selles peuvent prédire le risque de développer la maladie chez l’humain jusqu’à huit jours avant l’apparition des symptômes cliniques.
« Le taux de mortalité lié à l’entérocolite nécrosante a peu varié depuis sa description initiale il y a 65 ans, et notre capacité à la prévoir était pratiquement inexistante jusqu’à présent », explique Gautam Dantas, professeur Conan de médecine de laboratoire et de génomique au Département de pathologie et immunologie de WashU Medicine et co-auteur principal de l’étude. « En démontrant que les virus intestinaux qui infectent les bactéries et les gènes de résistance aux médicaments peuvent indiquer avec précision le risque pour un bébé plusieurs jours à l’avance, nous offrons aux médecins une fenêtre d’intervention possible. »
L’entérocolite nécrosante s’attaque à la muqueuse intestinale, une paroi fragile et encore en développement. À mesure que l’inflammation progresse, le flux sanguin vers le tissu intestinal se retrouve perturbé, provoquant un gonflement et une détérioration, jusqu’à la mort de segments d’intestin délicats.
« En raison des taux élevés de mortalité et des complications graves à long terme chez les survivants, cette maladie demeure l’un des diagnostics les plus redoutés et les plus difficiles à traiter dans les unités de soins intensifs néonatals », affirme la docteure Barbara Warner, co-auteure de l’étude, titulaire de la Chaire F. Sessions Cole de médecine néonatale et directrice de la Division de médecine néonatale de WashU Medicine, qui suit des bébés prématurés atteints d’entérocolite nécrosante à l’Hôpital pour Enfants de Saint‑Louis.
LES VIRUS QUI INFECTENT LES BACTÉRIES PEUVENT ANTICIPER LA MALADIE
Le matériel génétique des virus est dispersé dans les génomes des bactéries qui peuplent l’intestin. Au lieu d’infecter les cellules humaines comme le virus de la grippe, ces virus — appelés bactériophages ou phages — ciblent les bactéries, intégrant leur ADN dans le génome de leur hôte bactérien. Cette intégration peut transférer des gènes de résistance ou de virulence entre les micro-organismes, transformant des bactéries autrefois inoffensives en pathogènes mortels et résistants aux traitements.
Pour l’étude, des algorithmes informatiques avancés ont été utilisés afin d’analyser des données génétiques déjà disponibles issues d’échantillons de selles de 43 bébés prématurés ayant développé une entérocolite nécrosante et 86 bébés prématurés sains. Les échantillons provenaient de bébés nés entre 23 et 33 semaines de gestation et hospitalisés dans les unités de soins intensifs néonatals du St. Louis Children’s Hospital et d’autres centres. Des séquences génomiques de phages et de gènes de résistance aux antibiotiques insérés dans l’ADN des bactéries intestinales ont été extraites et introduites dans des modèles de prédiction par IA pour identifier les bébés prématurés à risque de développer une entérocolite nécrosante.
L’analyse a révélé que les interactions entre phages et bactéries constituent un signal d’alerte précoce important pour l’entérocolite nécrosante de survenue précoce, qui apparaît durant le premier mois de vie. En traçant l’empreinte génétique des phages, les modèles prédictifs de l’équipe ont permis d’identifier quels bébés prématurés développeraient la maladie jusqu’à huit jours’avant l’apparition des symptômes physiques, avec une précision d’environ 75 %.
LA RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES PRÉDISE LES CAS D’APPARITION TARDIVE
Les chercheurs ont également constaté que l’entérocolite nécrosante à apparition tardive, qui se manifeste environ six semaines ou plus après la naissance, semble biologiquement distincte des cas précoces. Ils ont observé que l’entérocolite nécrosante tardive se caractérise par une accumulation de gènes de résistance aux antibiotiques dans le microbiote intestinal, conséquence d’une exposition cumulative aux antibiotiques lors de séjours prolongés en unité de soins intensifs néonatals. En suivant cette accumulation génétique, l’équipe a pu prédire l’entérocolite nécrosante tardive jusqu’à huit jours avant l’apparition des symptômes avec une précision de 83 %.
« En démontrant que les phages qui infectent les bactéries intestinales jouent un rôle important dans ces affections, cette approche computationnelle ouvre la voie au diagnostic précoce d’autres maladies inflammatoires, comme la maladie inflammatoire de l’intestin, la sepsie et les infections bactériennes résistantes, qui impliqueraient probablement des phages ou seraient déclenchées par les antibiotiques », résument les auteurs. « La biologie des phages pourrait aussi figurer dans la voie causale menant à l’entérocolite nécrosante et, le cas échéant, fournir des informations pour de nouvelles stratégies d’intervention ».
