Chaque agglomération est caractérisée par une empreinte microbienne propre, au même titre que nos microbiotes cutanés ou intestinaux. Chaque grande métropole étudiée jusqu’à présent révéle un « écho moléculaire » unique des espèces microbiennes qui l’habitent, distinct des populations trouvées dans d’autres environnements urbains.
Dans une récente étude, les chercheurs ont prélevé des milliers d’échantillons dans les systèmes de transport en commun de 60 villes à travers le monde, à partir des tourniquets et des garde-corps dans les métros et les gares routières .
En soumettant plus de 4 700 des échantillons collectés à un séquençage métagénomique (l’étude du matériel génétique collecté dans l’environnement), les scientifiques ont créé un atlas mondial de l’écosystème microbien urbain, qui, selon eux, est le premier catalogue systématique du genre.
Les résultats suggèrent qu’aucune ville ne se ressemble, chaque grande métropole étudiée jusqu’à présent révélant un « écho moléculaire » unique des espèces microbiennes qui l’habitent, distinct des populations trouvées dans d’autres environnements urbains.
Cette méta-analyse sur trois ans a révélé des milliers de types de micro-organismes non identifiés auparavant, dont près de 11 000 virus et plus de 1 300 types de bactéries qui ne correspondaient à aucune espèce connue.
“Chaque fois que vous vous asseyez dans le métro, vous faites probablement la navette avec une espèce entièrement nouvelle”, explique le biologiste des systèmes Christopher Mason de l’Université Cornell.
L’équipe, composée d’un consortium de dizaines de scientifiques de plus de 60 organismes de recherche, a finalement collecté les échantillons de 32 pays sur six continents, mais le projet a commencé avec des objectifs plus modestes, en analysant des spécimens microbiens trouvés dans le métro de New York.
Suite à ce travail a été créée MetaSUB, une collaboration internationale visant à documenter le biome urbain avec lequel des millions de personnes interagissent chaque jour.
“Il est maintenant évident que les villes, en général, ont un impact sur la santé humaine, bien que les mécanismes de cet impact soient largement variables et souvent mal compris”, écrivent les chercheurs dans leur nouvelle étude.
“En effet, notre compréhension de la dynamique microbienne dans l’environnement urbain en dehors des pandémies ne fait que commencer.”
Les nouveaux résultats confirment cette observation. Parmi les 4 728 échantillons métagénomiques analysés (qui ont tous été collectés avant la pandémie de COVID-19), une quantité bien plus importante de microbes inconnus a été trouvée que de microbes connus.
Au total, 10 928 virus, 1 302 bactéries, 2 archées et 838 532 puces CRISPR (fragments d’ADN viral) ont été identifiés sans correspondance dans les bases de données de référence, contre 4 246 espèces de micro-organismes urbains précédemment identifiés.
Parmi ceux-ci, les chercheurs affirment qu’un ensemble de 31 espèces de microbes non humains a été trouvé dans 97 % des échantillons : un microbiome urbain cohérent qui apparaît pratiquement partout où il semble.
En plus de ce noyau, cependant, des variations géographiques distinctes des populations microbiennes existent dans chaque ville. À tel point, en fait, qu’on pourrait prédire avec une précision d’environ 90 % où vit une personne, si l’ADN de ses chaussures était séquencé.
« Un microbiome contient des échos moléculaires de l’endroit où il a été collecté », explique le premier auteur de l’étude David Danko, directeur de la bioinformatique de MetaSUB.
“Un échantillon côtier peut contenir des microbes aimant le sel tandis qu’un échantillon d’une ville densément peuplée peut montrer une biodiversité frappante.”
En plus de différencier les signatures distinctes de chaque microbiome métropolitain, les chercheurs espèrent découvrir de nouvelles façons d’identifier les menaces pour la santé dans les populations microbiennes, telles que les souches de bactéries résistantes aux antibiotiques – dont les preuves se sont avérées être globalement répandues dans les villes de l’étude, bien que pas en abondance.
On a récemment l’exemple du Covid, qu’on retrouve et qu’on peut étudier dans les effluents des égouts: on peut ainsi prévoir quel variant s’installe et dans quel quartier, permettant ainsi d’anticiper sur l’état sanitaire de la ville.
Ce qui reste à voir, c’est si l’unicité microbienne de chaque ville est une question de hasard, ou s’il y a une signification plus profonde aux variations géographiques que nous n’apprécions pas encore pleinement.
En plus de révéler des agents pathogènes potentiellement cachés, le monde diversifié des microbes invisibles dans les villes peut également offrir des opportunités prometteuses pour la médecine, nous aidant à découvrir des groupes de gènes biosynthétiques (BGC) – des composés présentant un potentiel important pour les futurs antibiotiques et autres médicaments.
“L’une des prochaines étapes consiste à synthétiser et valider certaines de ces molécules et BGC prédits, puis de voir ce qu’elles font sur le plan médical ou thérapeutique”, explique Mason.
“Les gens pensent souvent qu’une forêt tropicale est une richesse de biodiversité et de nouvelles molécules pour les thérapies, mais il en va de même pour une rampe ou un banc de métro.”