Le ver de laboratoire Caenorhabditis elegans se nourrit toute sa vie d'Escherichia coli, mais dans la nature son régime se compose de plantes en décomposition, riches en bacilles et en bactéries lactiques. L'une de ces bactéries, Lactococcus lactis JCM 5805, prolonge la vie du ver de quatre jours, tandis qu'une autre, Lactiplantibacillus plantarum MAFF 401534, ne produit pas cet effet. Pourquoi ? Le secret ne réside pas dans le fait que la bactérie active les programmes de défense propres à l'hôte, mais dans le fait qu'elle accomplit elle-même une partie du travail d'entretien de son corps. C'est comme si vous engagiez un entrepreneur qui non seulement vous conseille sur la façon de consolider les fondations, mais apporte aussi les briques et le ciment.
Les chercheurs ont comparé trois régimes pour les nématodes : le standard OP50, Lc5805 et Lp1534. Les vers étaient nourris de bactéries vivantes ou tuées par la chaleur, puis pendant 10, 60 et 300 minutes on mesurait les changements dans l'expression des gènes et dans la composition des métabolites. Résultat principal : seules les cellules vivantes de Lc5805 provoquaient une accumulation de citrulline dans les tissus du ver, atteignant 100 nmol/g dès 10 minutes d'alimentation, alors que chez les vers nourris d'OP50 ou de Lp1534 le niveau restait inférieur à 10 nmol/g. Le traitement thermique de Lc5805 annulait complètement à la fois l'accumulation de citrulline et la prolongation de la vie.
L'analyse des cellules bactériennes a montré que la citrulline n'est présente que chez Lc5805, et que le gène arcA, responsable de la conversion de l'arginine en citrulline, s'exprime activement à l'intérieur de l'intestin du ver. L'analyse transcriptomique a révélé que chez les vers qui consommaient Lc5805, 74 gènes liés à la formation de la cuticule s'activaient spécifiquement, dont 58 gènes du collagène. En revanche, les marqueurs classiques de résistance au stress et de longévité (sod-3, gst-4) ne s'activaient pas. Cela indique un mécanisme inhabituel : la bactérie fournit elle-même les briques de base du collagène, dispensant l'hôte de lancer des programmes de défense coûteux en énergie.
Ce mécanisme a été baptisé « externalisation métabolique » : l'hôte ne se contente pas de recevoir des nutriments, il utilise directement les enzymes et les métabolites intermédiaires des bactéries pour entretenir ses propres structures. Cela déplace l'accent par rapport à la vision traditionnelle des probiotiques comme modulateurs de l'immunité ou fournisseurs de vitamines. Pour la gérontologie s'ouvre une nouvelle classe d'interventions, qui ne ciblent pas les gènes de longévité de l'organisme lui-même, mais ses partenaires microbiens.
Ce travail explique pourquoi les effets des probiotiques ne se reproduisent souvent pas : ce n'est pas seulement l'appartenance à une espèce bactérienne qui compte, mais aussi son activité métabolique à l'état vivant. La prochaine étape consiste à vérifier si un mécanisme analogue fonctionne chez les mammifères, notamment chez les souris présentant un déficit des enzymes du cycle de l'urée ou une baisse liée à l'âge de la synthèse du collagène. Il sera peut-être possible de créer des consortiums bactériens synthétiques, optimisés pour délivrer des acides aminés ou des enzymes précis dans l'intestin. À long terme, la perspective est de mettre au point des « médicaments vivants » pour préserver la santé du tissu conjonctif et ralentir le vieillissement chez l'être humain.
La citrulline tire son nom du latin citrullus, la pastèque, dont elle a été isolée pour la première fois en 1914. Dans l'article, la concentration de citrulline chez les vers consommant Lc5805 atteignait 100 nmol/g, ce qui est comparable à la teneur de cet acide aminé dans la chair de pastèque.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.