Analyse de la dynamique du microbiote fécal chez les souris sujettes au lupus à l’aide d’une méthode simple et rentable d’isolement de l’ADN

Les humains et les bactéries coexistent depuis longtemps. Ils ont établi une relation de codépendance avec des effets bénéfiques mutuels qui influencent les réponses immunitaires de l’hôte de manière quantitative et qualitative¹. Des études récentes suggèrent une association entre la composition du microbiote intestinal et la pathogenèse des maladies auto-immunes qui comprennent la sclérose en plaques 2, la polyarthrite rhumatoïde³, le diabète de type^{2 4}, la maladie inflammatoire de l’intestin⁵ et le lupus érythémateux disséminé (LED)⁶. Cependant, on ne sait toujours pas si le microbiote intestinal est la cause principale ou un effet secondaire de ces maladies auto-immunes⁷. Potentiellement, le microbiote intestinal pourrait exacerber la maladie pendant la phase effectrice des maladies auto-immunes ou jouer un rôle dans la régulation de l’induction de ces maladies⁸.

Une dysbiose intestinale a été rapportée chez des souris femelles MRL/Mp-Faslpr (LMR/lpr) sujettes au lupus, et des modifications du microbiote intestinal avec une déplétion significative des lactobacilles ont été observées⁹. Lorsqu’un mélange de cinq souches de Lactobacillus a été administré par voie orale, les symptômes de type lupus ont été largement atténués chez ces souris, suggérant un rôle essentiel du microbiote dans la régulation de la pathogenèse du LED.

La technique suivante d’extraction d’ADN permet de suivre les fluctuations du microbiote et de les analyser qualitativement et quantitativement au cours de l’évolution de la maladie de type LED murin chez les souris sujettes au lupus. Qu’il s’agisse d’examiner le microbiote intestinal sain ou de définir la dysbiose, il est important d’examiner de manière critique comment les données sont collectées et si elles sont exactes et reproductibles¹⁰. Chaque étape est essentielle dans ce processus. Une méthodologie appropriée doit être utilisée pour extraire l’ADN microbien, car tout problème éventuel introduisant des biais pendant le processus d’extraction de l’ADN pourrait entraîner une représentation microbienne inexacte. Bien que la méthode phénol-chloroforme soit décrite ici, il existe des kits disponibles dans le commerce pour extraire l’ADN de bactéries qui fonctionnent bien dans des cas particuliers¹¹. Cependant, leur facilité d’utilisation est limitée par le coût et la quantité d’échantillon requise.

Le protocole présenté ici est rentable et ne nécessite qu’une petite quantité d’échantillon. Il fonctionne bien avec n’importe quel type d’échantillon de selles et est utile pour étudier la dynamique du microbiote intestinal au fil du temps ainsi que les comparaisons entre les groupes. L’ADN est isolé avec une méthode de purification de l’alcool, qui utilise du phénol, du chloroforme et de l’alcool isoamylique. L’extraction à base d’alcool aide à nettoyer et à éliminer l’échantillon de protéines et de lipides, où l’ADN est précipité à l’étape finale. La méthode proposée a une efficacité et une qualité significativement élevées et s’est avérée précise dans l’identification des populations bactériennes. Une remarque critique au cours de la procédure est que la contamination de l’ADN peut se produire, et donc une manipulation appropriée des échantillons est nécessaire¹².

L’ADN est ensuite analysé par les plateformes de séquençage de nouvelle génération pour le gène de l’ARNr 16S, tel que l’Illumina MiSeq. En particulier, la région hyper-variable V4 est analysée pour fournir une meilleure quantification pour les taxons de rang^{élevé 13}. L’analyse bioinformatique ultérieure est externalisée, suivie d’une analyse interne utilisant des méthodes statistiques standard. Il existe de nombreux logiciels bioinformatiques open source disponibles pour le séquençage en aval, et le type d’analyses effectuées dépend fortement de la question biologique spécifique d’intérêt¹⁴. Ce protocole se concentre spécifiquement sur les étapes expérimentales précédant le séquençage et fournit une méthode plus polyvalente, rentable, comparable et efficace pour obtenir de l’ADN à partir d’échantillons fécaux.