De nouvelles découvertes pourraient résoudre la crise de reproductibilité dans la recherche sur le microbiome

Notre corps est peuplé de milliards de micro-organismes, dont les microbes sont spécifiques à chaque individu. Grâce à l’expérimentation, les scientifiques ont identifié certains facteurs qui expliquent les variations intestinales : l’alimentation, les conditions de vie, l’exercice physique et la lignée maternelle.

Des scientifiques de l’Université de Californie à San Diego ont découvert un autre facteur qui affecte la composition du microbiote intestinal : l’heure de la journée. En fait, les scientifiques ont découvert que l’heure de la journée est un facteur si important qu’ils demandent aux National Institutes of Health (NIH) d’exiger des chercheurs qu’ils le mentionnent dans leurs articles.

Dans un nouvel ouvrage publié dans Métabolisme naturel, les scientifiques rapportent que les fluctuations quotidiennes de l’intestin modifient le microbiome de manière si significative que différents insectes le peuplent le matin et le soir. Cela signifie qu’un chercheur analysant un échantillon de selles prélevé au petit-déjeuner parviendra à des conclusions radicalement différentes de celles d’un chercheur analysant un échantillon de selles prélevé juste avant le dîner. Les scientifiques de l’UC San Diego proposent que cette variabilité empêche les chercheurs sur le microbiome intestinal de pouvoir reproduire leurs expériences respectives.

« La variabilité inexpliquée et le manque de reproductibilité peuvent être dus au fait que le microbiome oscille tout au long de la journée, avec différentes populations de microbes dominant à différents moments », a déclaré Amir Zarrinpar, docteur en médecine, Ph.D., gastroentérologue et professeur associé de médecine à la faculté de médecine de l’UC San Diego et auteur principal de l’étude. « Nous avons découvert que le moment où un échantillon est prélevé peut avoir une incidence considérable sur les microbes présents et sur les conclusions tirées par les scientifiques sur la maladie qu’ils étudiaient. »

Les scientifiques mènent des expériences pour de nombreuses raisons. La raison traditionnelle est de répondre à une question spécifique, mais une autre raison est de faire une découverte ou d’arriver à une vérité scientifique que d’autres peuvent reproduire avec leurs propres expériences. Dans la recherche sur le microbiome intestinal, les scientifiques collectent des échantillons de selles pour découvrir quels micro-organismes sont présents et en quelle quantité. Ils relient ensuite ces changements aux processus pathologiques.

Pour cette étude, l’équipe a comparé les analyses informatiques d’études précédemment publiées, y compris les leurs. Ils ont découvert que les changements dans le microbiome étaient si prononcés au fil du temps qu’ils affectaient les résultats autant que le régime alimentaire.

« Nous avons découvert que quatre heures seulement après le petit-déjeuner d’une souris, près de 80 % de son microbiome est différent », a déclaré Zarrinpar. En analysant les conclusions tirées des études, Zarrinpar et son équipe ont constaté que les résultats et les conclusions dépendaient fortement du moment où les chercheurs ont collecté les échantillons.

Zarrinpar a été inspiré à mener cette étude par une conversation qu’il a eue avec un collègue. « Il m’a dit qu’un postdoctorant de son laboratoire avait repris une expérience qui avait été commencée par quelqu’un d’autre. Le postdoctorant n’a pas pu reproduire les résultats du stagiaire précédent. Cela l’a amené à remettre en question les recherches de son prédécesseur », a déclaré Zarrinpar.

« Le postdoctorant s’est alors rendu compte qu’une bactérie qui était incroyablement répandue dans ses découvertes était celle qui apparaissait tard dans la journée. Il est retourné dans son laboratoire et a constaté que le stagiaire précédent aimait prélever des échantillons le matin, alors que lui-même prélevait des échantillons avant de rentrer chez lui. C’est pourquoi il n’a pas pu reproduire les découvertes du premier stagiaire. »

Être capable de reproduire les résultats d’une expérience précédente – la réplicabilité – est un élément clé pour savoir si un résultat représente de manière fiable de nouvelles connaissances sur la réalité ou s’il s’agit simplement d’un artefact de l’expérience. La recherche sur le microbiome connaît actuellement une crise de reproductibilité, en partie à cause de la nature interdisciplinaire du domaine, de la relation complexe entre les micro-organismes et leurs hôtes et de la difficulté de contrôler autant de variables.

Zarrinpar estime que les dernières découvertes de son équipe sur l’importance du timing peuvent aider à résoudre la crise de reproductibilité dans la recherche sur le microbiome. Il explique : « Si nous voulons un jour pouvoir communiquer les uns avec les autres sur notre science et sur ce que nous pensons se passer de manière efficace, alors nous devons comprendre que si vous obtenez des résultats différents des miens, peut-être que Cela pourrait être dû au moment où nous collectons des échantillons ou non. Pour le moment, vous ne pouvez même pas le dire.

Selon Zarrinpar, des scientifiques d’autres domaines, tels que les biologistes circadiens, ont également fait pression sur le NIH pour qu’il soit plus strict quant à la nécessité de déclarer le moment des prélèvements d’échantillons. Zarrinpar espère que la publication de cet article convaincra davantage de scientifiques – et de personnes qui financent et publient leurs recherches – de l’importance du timing et de ses effets possibles sur d’autres domaines également, tels que la recherche sur le métabolisme.

Les prochaines étapes de Zarrinpar consisteront à plaider en faveur de directives standardisées qui garantissent la cohérence des délais et de la méthodologie de collecte des échantillons de microbiome. « Cela impliquera probablement une collaboration avec d’autres chercheurs, des organismes de financement et des éditeurs de revues pour promouvoir l’adoption de telles normes », a-t-il déclaré. Son prochain article se concentre sur la compréhension de l’impact du timing chez l’homme, une variable beaucoup plus difficile à contrôler.