Le tabagisme modifie le microbiome pulmonaire, entraînant une perte de diversité et de structure communautaire

Dans une étude récente publiée dans la revue Accès Microbiologieles chercheurs explorent la composition du microbiome et les interactions dans les voies respiratoires inférieures (LRT) chez les fumeurs.

Étude: Composition du microbiome des voies respiratoires inférieures et interactions communautaires chez les fumeurs. Crédit d’image : vchal/Shutterstock.com

L’impact du tabagisme sur le microbiome respiratoire

Il a été démontré que le tabagisme a un impact sur les communautés microbiennes résidentes présentes dans différentes régions du corps. Des études antérieures ont proposé divers mécanismes responsables de cette association, tels que l’immunosuppression liée au tabagisme, une augmentation de la formation de biofilm pour des espèces spécifiques et la sélection d’espèces par l’influence de la tension locale en oxygène.

Les voies respiratoires supérieures et les cavités buccales peuvent également interagir directement avec les produits chimiques de la cigarette, les microbes et la chaleur des cigarettes, ce qui peut modifier le contenu du microbiome. Des études récentes ont émis l’hypothèse que la dysbiose notée dans le microbiome oral liée au tabagisme pourrait entraîner une plus grande probabilité de complications des voies respiratoires chez les fumeurs.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs comparent les profils de microbiome LRT des fumeurs actifs (AS), des anciens fumeurs (FS) et des non-fumeurs (NS) pour décrire les communautés bactériennes présentes dans les poumons.

L’étude a porté sur des sujets volontaires âgés de plus de 40 ans, soit fumeurs d’au moins 10 paquets-années tout au long de leur vie, soit non-fumeurs. Les anciens fumeurs étaient éligibles pour l’étude s’ils s’étaient abstenus de fumer pendant au moins 12 mois, tandis que AS fumait au moins une cigarette dans les trois jours suivant le recrutement.

Tous les participants à l’étude devaient remplir un examen de la fonction pulmonaire et un questionnaire démographique et clinique approfondi. Le processus d’échantillonnage a été standardisé pour tous les participants. L’équipe a extrait l’acide désoxyribonucléique total (ADN) des échantillons de lavages bronchoalvéolaires (BAL).

Une seule évaluation de la réaction en chaîne par polymérase (PCR) a été réalisée pour amplifier la région V6-V8 présente sur le gène de l’acide ribonucléique ribosomal (ARNr) 16S à partir des extraits d’ADN métagénomique des échantillons de BAL. La diversité alpha a été estimée à l’aide de la richesse de Chao et des indices de diversité inverse de Simpson. L’algorithme DESeq2 a également été utilisé pour détecter les taxons différenciateurs pour chaque cohorte.

Résultats de l’étude

Les 46 fumeurs ont déclaré une exposition au tabac similaire en termes de paquets-années, y compris les FS qui ont arrêté de fumer en moyenne environ 10 ans avant l’inscription. AS et FS présentaient une capacité vitale forcée (FVC) réduite, une capacité de diffusion du monoxyde de carbone (DL-CO) et un volume expiratoire forcé à la seconde 1 (FEV₁); cependant, ces variations n’étaient pas remarquables selon l’analyse de variance (ANOVA).

Plus de 3 600 lectures d’une longueur moyenne d’environ 479 nucléotides ont été documentées dans le BAL de chaque participant, ce qui a facilité la description de près de 400 unités taxonomiques opérationnelles (OTU) par participant. Le profil NS était suffisamment équilibré entre les embranchements dominants Bacteroides, Firmicutes, Protéobactérieset Actinobactéries avec des proportions relativement légèrement supérieures. La cohorte FS a connu une augmentation significative Protéobactéries avec réduit Bacteroides et Firmicutes les niveaux. Ce modèle était également vrai pour AS, avec Protéobactéries passant à 75 % et Firmicutes chute à 11 %.

Les évaluations au niveau du genre ont indiqué que la majeure partie de l’amélioration de Protéobactéries dans AS et FS par rapport à sa proportion élevée dans NS était due au genre Ralstoniequi a augmenté de 2 % en NS, 28 % en AS et 21 % en FS.

Du Firmicutes phylum, le Streptocoque et Veillonella genres, ainsi que Prévotelle du Bacteroidetes les embranchements ont présenté le plus grand déclin de l’abondance relative. De plus, le Propionibactérie genre du Actinobactéries phylum a montré une légère amélioration de 3% dans AS et FS à 0,8% dans NS.

En ce qui concerne le profil NS, un plus grand nombre de taxons du quartile supérieur ont été distingués de AS, tandis que les taxons du quartile inférieur ont été distingués de FS.

NS présentait une diversité moyenne considérablement plus élevée par rapport à AS et FS. La diversité moyenne a encore augmenté lorsque les participants ont été placés par richesse décroissante, indiquant ainsi que NS a signalé une richesse plus élevée. Pourtant, la diversité évaluée avec l’indice de Simpson inverse n’avait qu’une association intermédiaire avec les estimations de richesse et le statut tabagique du participant.

conclusion

L’étude actuelle fournit de nouvelles informations sur les communautés microbiennes complexes trouvées dans le LRT et sur la manière dont ce microbiome peut être modifié dans différentes conditions de tabagisme. Les chercheurs ont également observé que le microbiote buccal peut s’installer dans les poumons des fumeurs, ce qui rend l’étude du microbiome des voies respiratoires supérieures intéressante pour de futures recherches.

Les microbiomes des anciens fumeurs semblent présenter des propriétés similaires à celles de l’AS et de la NS. À l’avenir, l’intégration des découvertes actuelles avec des techniques analytiques de prochaine génération aiderait à établir l’effet de telles communautés microbiennes sur la santé humaine.