One Health est une approche qui met en relation la santé de l'homme, de l'animal et de l'environnement. Ce qui semble quelque peu ésotérique est un terme issu des milieux scientifiques spécialisés, qui opèrent davantage avec des faits bruts qu'avec des vibrations subtiles.
De Ori Schipper
Comment les produits chimiques environnementaux affectent-ils les communautés microbiennes dans les sols agricoles et dans le système digestif des animaux et des hommes - et influencent-ils ainsi leur santé ? Cette question est au cœur de la coopération de recherche interfacultaire One Health de l'Université de Berne. L'approche One Health, globale et interconnectée, a été décrite pour la première fois en 2004. Depuis, elle ne cesse de gagner en importance. Cela est probablement dû à la pandémie Corona. Le passage du virus d'un animal (toujours inconnu) à l'homme a rendu une grande partie de la population plus consciente de la vulnérabilité accrue de notre société moderne.
Une alimentation saine issue d'un environnement viable
La coopération de recherche interfacultaire One Health existe depuis 2018, elle est dirigée par le biologiste des plantes Matthias Erb et le spécialiste en gastro-entérologie Andrew Macpherson. Avec leurs collègues de neuf groupes de recherche différents au total, ils tentent, par une approche interdisciplinaire, de dresser un tableau qui tienne compte de la complexité des systèmes de production agricole et des multiples aspects d'une alimentation saine.
"La question centrale est de savoir comment les produits chimiques environnementaux affectent la santé du sol, des plantes, des animaux et des hommes", explique Erb. Les communautés microbiennes, c'est-à-dire les minuscules êtres vivants que l'on trouve partout dans le sol, sur les plantes ainsi que dans les intestins des animaux et des hommes, jouent un rôle important. Elles sont influencées par des substances potentiellement toxiques - comme l'arsenic, les pesticides ou certains métabolites végétaux - et déterminent ainsi la santé des êtres vivants le long des chaînes alimentaires.
"Il y a 200 ans, l'industrie chimique n'existait pas. Aujourd'hui, nous sommes exposés à beaucoup plus de substances différentes", explique Macpherson. "Parallèlement, le nombre de personnes souffrant d'inflammations intestinales chroniques a également augmenté", ajoute-t-il. La plupart du temps, ces troubles prolongés et douloureux sont liés à une modification de la composition de la flore intestinale, même si les causes de ces troubles restent souvent obscures.
Une situation de départ unique
Grâce à leur approche pluridisciplinaire, les experts en microbiologie, en sciences environnementales, en santé végétale et animale, en bioinformatique et en médecine humaine qui participent à OneHealth souhaitent apporter un peu plus de lumière dans cette obscurité. Macpherson souligne la situation de départ unique de l'Université de Berne, qui dispose précisément de l'infrastructure et du savoir-faire spécifique nécessaires à la réussite de leur projet.
Dans le cadre de leurs travaux, ils sont déjà tombés sur toutes sortes de résultats passionnants, raconte Erb, citant par exemple les connaissances acquises par le consortium One Health sur un groupe de substances au nom improbable de benzoxazinoïdes. Ces métabolites sont importants pour la santé des plantes, car les benzoxazinoïdes protègent les plantes de maïs et de blé contre les insectes nuisibles en faisant en sorte que les insectes ne puissent pas digérer les feuilles des plantes.
"Nous avons cherché à savoir si, outre les insectes, ces substances avaient une influence négative sur les vaches qui les ingèrent via l'ensilage de maïs", explique Erb. Cela ne semble pas être le cas : La production et la qualité du lait, par exemple, sont maintenues, raconte Erb. Bien entendu, le consortium One Health s'est également intéressé aux effets de ces substances sur les microbes du tube digestif humain. Il s'est avéré ici que les substances ont une influence positive sur la composition des communautés microbiennes. "Nous étudions maintenant le potentiel thérapeutique de ces résultats prometteurs", explique Erb.
"Nous aimons les mécanismes"
Mais les plantes n'utilisent pas les benzoxazinoides uniquement pour se défendre contre les prédateurs. "Ces substances sont également actives dans le sol", explique M. Erb. Elles suppriment certaines bactéries et champignons vivant dans le sous-sol et attirent en même temps des bactéries qui favorisent la croissance des plantes. Comme l'a découvert le consortium de recherche, les benzoxazinoïdes sécrétés par les plants de maïs ont également un effet sur d'autres plantes : Ils ont par exemple contribué à l'augmentation du rendement du blé que les chercheurs ont planté sur leur champ expérimental après la récolte du maïs.
"Dans l'agriculture, le principe de la rotation des cultures est connu depuis le Moyen-Âge", explique Erb. "Et que le blé pousse bien si on le cultive après le maïs, on le sait aussi depuis longtemps". Mais ils auraient désormais trouvé une nouvelle explication à cette observation, un mécanisme. "Nous aimons les mécanismes", dit Erb.
Dans leurs expéditions de reconnaissance des aspects sanitaires de l'environnement, les chercheurs sont contraints de se focaliser sur certains aspects. "Il y a une quantité innombrable de structures chimiques dans l'environnement. Nous avons sélectionné une poignée de substances importantes - et étudions maintenant leurs effets de manière approfondie", explique Erb. Mais malgré ce choix restreint, le travail au sein du consortium amène les chercheurs à réfléchir de manière large et bien au-delà de leur propre discipline, expliquent Erb et Macpherson.
Ainsi, de nombreux chercheurs de One Health sont certes occupés à des tâches similaires, comme l'identification et la caractérisation des nombreuses espèces de bactéries, de virus et de champignons qui vivent dans le champ d'essai ou dans l'intestin animal ou humain. Mais comme les échantillons ont été purifiés différemment au départ, il n'a pas été possible de comparer les données des différents groupes de recherche.
Développement de méthodes communes
Les scientifiques du consortium ont également dû s'entendre progressivement sur la bio-informatique, sur la manière de traiter les imposantes quantités de données et sur les traditions statistiques qui permettent de traduire les systèmes biologiques en modèles mathématiques. "Grâce à des échanges réguliers, nous avons peu à peu rapproché nos différentes approches", explique Erb.
Selon Macpherson, ce développement commun de méthodes lui a ouvert les yeux. Il mentionne une étude que lui et son équipe ont récemment menée sur un patient ayant un anus artificiel. "Nous voulions voir comment la flore intestinale changeait au cours de la journée après la prise du petit-déjeuner", explique le gastroentérologue.
"Après quelques heures, nous avons trouvé des signaux qui ne pouvaient s'expliquer que par le fait que le patient avait consommé du cannabis", raconte Macpherson. Sans les travaux du consortium One Health, lui et son équipe n'auraient pas pu détecter de tels signes. Avant, ils se concentraient uniquement sur les microbes dans l'intestin, aujourd'hui ils peuvent détecter beaucoup plus de choses, entre autres les traces génétiques des plantes consommées.
Erb confirme également que ses horizons de recherche se sont élargis grâce à ses tâches au sein du consortium. Mais il observe également que l'approche interdisciplinaire a un impact sur la réflexion des jeunes scientifiques qui se taillent la part du lion dans les différents laboratoires.
La graine est en train de germer
Ils ont rendu le terrain fertile avec la mise en place de la coopération interfacultaire de recherche One Health et des offres d'enseignement attrayantes (voir encadré "Détectives de la santé"), estime Erb. Et maintenant, la relève scientifique veille à ce que les graines germent avec des idées de projets passionnantes - et que le consortium One Health s'ouvre thématiquement et se penche sur de nouvelles questions. Ainsi, les groupes de recherche de Christelle Robert et de Stéphanie Ganal-Vonarburg se sont récemment associés pour étudier les effets des hormones végétales sur la diversité microbienne de l'intestin humain et sur la santé humaine.
Alors que jusqu'à présent, la science ne s'intéressait qu'au fait qu'une substance donnée passe ou non par la chaîne alimentaire, le consortium One Health a fait émerger une nouvelle vision grâce à laquelle les chercheurs veulent comprendre les effets d'une substance sur les différentes étapes de la chaîne, explique Erb. C'est aussi pour cette raison que Erb et Macpherson tirent tous deux un bilan positif de ce qui a été fait jusqu'à présent.
Macpherson explique que grâce au consortium, il a noué des contacts qui resteront - même après la fin d'un projet. "Je sais maintenant à qui m'adresser lorsque j'ai une question sur les métaux lourds". Le spécialiste en gastro-entérologie souligne en outre la plus-value qui résulte de la possibilité pour différents experts d'apporter leurs propres points forts. "C'est un peu comme pour un patient : Je sais où se situe ma compétence. Mais je sais aussi quand je dois faire appel à quelqu'un d'autre, par exemple une neurologue".
Changement de son propre régime alimentaire
Selon Erb, "l'agrégat One Health est convaincant. Tous les indicateurs - en matière de promotion de la relève, de publications et même de brevets - prouvent l'excellent travail de fond du consortium". Les connaissances ont-elles également conduit à des adaptations concrètes dans la pratique agricole ou médicale ? "Il faudra nous reposer la question dans dix ans", répond Macpherson.
Mais déjà aujourd'hui, les deux hommes ont quelque peu modifié leur propre alimentation en raison de leur participation au consortium One Health. "Je fais plus attention à la provenance de la nourriture", dit Macpherson. "J'essaie d'éviter les aliments qui arrivent ici par avion - et je n'achète plus d'avocats".
Et Erb d'ajouter : "En tant que scientifique, j'ai désormais pu vérifier qu'il y a une différence entre boire du jus de pomme et manger une pomme". Selon lui, les fibres alimentaires du fruit non transformé sont très importantes pour l'absorption des substances de l'environnement. Mais au-delà de cela, l'étude intensive des multiples interactions entre les êtres vivants dans les chaînes alimentaires lui a fait prendre conscience qu'en mangeant, il ne s'agit pas seulement de savoir si cela nous rend sains ou malades. Il s'agit aussi d'apprécier le fait que nous sommes influencés par la nourriture de différentes manières subtiles.
UN ENSEIGNEMENT INNOVANT
Détectives de la santé
La coopération interfacultaire de recherche One Health s'adresse aux jeunes chercheurs du monde entier avec des "Summer Schools" - des cours blocs d'une semaine en août, organisés tous les deux ans sur un thème différent. En 2019, par exemple, les participants ont pu s'informer sur les défis et les perspectives d'avenir de différents systèmes de production alimentaire. Ou encore, l'année dernière, lorsque l'école d'été s'est déroulée en ligne en raison d'une pandémie, ils ont pu découvrir des liens importants entre la santé des sols, des plantes, des animaux et des hommes dans différents agroécosystèmes. Et ce, de manière ludique, puisque les participants se sont improvisés détectives de la santé et ont dû découvrir pourquoi une famille d'agriculteurs était tombée malade.