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À l’image des espèces animales qui vivent au sein d’un habitat naturel, les bactéries du microbiote interagissent entre elles, collaborant pour la digestion des nutriments ou entrant en compétition pour le territoire et les ressources disponibles. Dans des conditions non optimales, ce sont souvent les bactéries les moins utiles qui prédominent et accaparent toutes les ressources disponibles, tandis que dans des conditions d’eubiose, il existe un meilleur équilibre entre toutes les espèces qui composent la flore bactérienne. Les bactéries du microbiote interagissent par exemple via le cross-feeding, la détection du quorum et les bactériocines.
1. Le cross-feeding est une interaction symbiotique nutritionnelle dans laquelle une bactérie est capable de croître dans l’organisme seulement si une autre bactérie lui apporte le soutien nécessaire. Par exemple, certaines bactéries comme les bifidobactéries sont capables de dégrader l’oligofructose et de produire de l’acétate et du lactate, mais pas l’important acide butyrique. Ce dernier est produit par les bactéries productrices de butyrate comme Roseburia intestinalis, qui peut cependant se multiplier uniquement en présence de sources de carbone telles que l’acétate et le lactate, produits justement par les bifidobactéries. À travers le cross-feeding, les différentes bactéries collaborent étroitement entre elles, générant une synergie efficace pour le maintien de l’homéostasie.
2. La détection du quorum est un mécanisme physiologique d’autorégulation de l’expression génique au sein de la population bactérienne. Il s’agit d’une communication entre cellules qui, comme dans une discussion de groupe, permet aux bactéries d’échanger des informations sous forme de signaux chimiques. À travers la détection du quorum, le microbiote surveille les fluctuations dans la composition des espèces qui le composent. Si une espèce bactérienne s’avère en excès, des signaux chimiques sont envoyés, par exemple pour réduire la vitesse de réplication de son génome et abaisser sa courbe de croissance. Avec ce système, le microbiote équilibre sa composition de manière intelligente.
3. Les bactéries du microbiote collaborent entre elles, mais sont également en compétition pour l’espace et les ressources. L’un des principaux outils de compétition territoriale est constitué par les bactériocines. Les bactériocines sont de petits peptides (molécules protéiques) synthétisés par les ribosomes bactériens qui présentent une activité bactériostatique ou bactéricide envers les souches microbiennes « concurrentes ». Grâce aux bactériocines, les différentes espèces du microbiote défendent l’épithélium et, dans de nombreux cas, protègent également l’organisme humain contre des bactéries indésirables particulièrement agressives.