Le métabolome pour diagnostiquer l’infection à c. Difficile ?

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Deux grandes familles de métabolites, les premiers dérivés de de la leucine, les seconds issus d’acides biliaires, - pourraient permettre de distinguer une infection à C. difficile d’une colonisation asymptomatique par cette bactérie.

 

L’infection à Clostridioides difficile* (ICD), qui touche près de 450 000 personnes et cause 30 000 décès par an aux États-Unis, est responsable d’une proportion importante des décès attribuables à une résistance aux antibiotiques. L’ICD commence par l’ingestion de spores et leur adhésion ; viennent ensuite la germination et la colonisation des formes végétatives de la bactérie, qui sécrètent des toxines responsables d’un spectre de symptômes, de la diarrhée à la colite pseudomembraneuse menaçant le pronostic vital. Mais le portage peut également être asymptomatique et ne révéler son potentiel pathogène qu’après prise d’antibiotiques.

Lister les métabolites présents

C. difficile est considéré comme un colonisateur opportuniste susceptible d’être supprimé par des microbiotes intestinaux sains ; plusieurs fonctions métaboliques sont suspectées de contribuer à cette élimination. Aussi, pour mieux comprendre la relation entre les métabolites intestinaux produits et l’ICD chez l’homme, une équipe a étudié les profils métabolomiques des selles de 186 patients hospitalisés présentant des symptômes de diarrhée : 62 patients ICD (culture toxigénique positive et test immuno-enzymatique positif), 62 personnes colonisées et asymptomatiques (culture positive et test immunitaire négatif) et 62 témoins appariés non colonisés par la bactérie (négatifs à la culture et au test). Leurs métabolites fécaux ont été caractérisés par chromatographie gazeuse.

Deux signatures métaboliques

Parmi les 2 463 métabolites détectés dans les selles, 43 permettent de discriminer les patients ICD des témoins non colonisés. Beaucoup d’entre eux sont issus de la voie fermentaire de Stickland**, dans laquelle les bactéries, et notamment de C. difficile, utilisent des acides aminés comme substrats. L’association la plus forte est trouvée pour un acide gras à chaîne courte résultant de la fermentation de la leucine, présent en quantité bien plus élevée chez les patients ICD. L’équipe a également identifié une série d’acides biliaires secondaires, significativement moins présents chez les patients ICD, issus de la déshydroxylation par les bactéries intestinales d’acides biliaires dits primaires synthétisés et conjugués par l’hôte. Reste à savoir si ces acides biliaires déshydroxylés sont uniquement des biomarqueurs des patients ICD-négatifs, ou si leur formation les protègent de l’ICD, par exemple en inhibant la germination des spores.

Vers un diagnostic plus précis ?

In fine, ces résultats permettent de définir un profil métabolomique de l'ICD et pourraient permettre d’affiner le diagnostic des patients, en réduisant les faux-positifs liés à la détection de spores inactives par la culture toxigénique, et les faux-négatifs liés au manque de sensibilité du test immuno-enzymatique.

 

*anciennement Clostridium difficile

**réaction d’oxydoréduction couplée entre deux acides aminés, l’un jouant le rôle d’accepteur d’hydrogène, l’autre de donneur ; elle est rencontrée chez de nombreux Clostridium

 

Sources :

Robinson JI, Weir WH, Crowley JR, et al. Metabolomic networks connect host-microbiome processes to human Clostridioides difficile infections. J Clin Invest. 2019; doi.org/10.1172/JCI126905.