Trois chercheurs de l’université de Tel Aviv font le point. Que la recherche sur le microbiome va t-elle apporter à la médecine ?

1. Notre microbiome et l’alimentation

En découvrant que le microbiome est sensible à notre alimentation, les chercheurs ont intégré un nouvel élément dans l’équation reliant la santé à la nutrition : ce que nous mangeons peut moduler la composition et les fonctions de notre microbiote. Et ainsi, par exemple, expliquer certains cas de prise de poids et autres mécanismes de régulation de la glycémie.

Les perspectives : Le microbiote devient la cible des prises en charge nutritionnelles. Le régime prescrit est défini de manière à moduler le microbiote, qui influera à son tour sur notre physiologie et donc notre santé.

Le gras, ennemi du microbiote

2. Notre microbiote intestinal et les probiotiques

Les probiotiques sont utilisés de longue date pour renforcer notre microbiote intestinal en micro-organismes bénéfiques et ainsi contrer les éléments pathogènes. Mais leurs effets sont dépendants des bactéries déjà présentes dans notre intestin. Il apparaît alors important de prendre en compte le statut de l’individu afin d’adapter le traitement probiotique.

Les perspectives : Notre microbiote est analysé et caractérisé pour administrer les probiotiques d’intérêt au bon(s) dosage(s) et ainsi potentialiser leurs effets.

Non, les probiotiques ne sont pas efficaces chez tout le monde !

3. Les composés synthétisés par notre microbiome

Les bactéries de notre microbiote synthétisent naturellement des composés, lors de la fermentation ou pour communiquer entre elles. Ces composés interagissent également avec les cellules de notre propre organisme et leur transmettent des messages qui vont influer sur notre fonctionnement. Ces composés sont parfois appelés « postbiotiques ».

Les perspectives : L’administration de ces postbiotiques plutôt que des bactéries qui les synthétisent permet d’activer ou au contraire de bloquer spécifiquement certains mécanismes cellulaires.

4. Les greffes de microbiote

La greffe fécale est un traitement efficace contre les infections récurrentes à Clostridium difficile. Pourtant son usage reste limité à cette pathologie et n’est pas autorisée en-dehors des activités de recherche. En effet, avant son déploiement, de nombreux points restent à éclaircir : quels facteurs expliquent que la méthode fonctionne avec certains donneurs et pas d’autres ? Quel est le risque de transmission d’autres éléments (pathologies, facteurs de risque…) entre donneur et receveur ?

Les perspectives : Les modalités de la greffe fécale, ses risques et leurs conséquences sont connus et la technique mieux appréhendée, ce qui permet d’envisager son utilisation pour le traitement d’autres pathologies.

Super caca-man aux super-excréments, à la rescousse !

5. L’attaque ciblée du microbiote

La découverte des antibiotiques a permis de traiter les infections bactériennes en détruisant les bactéries responsables de la maladie. Mais leur usage non contrôlé peut s’avérer néfaste pour notre microbiome, pour notre organisme et favoriser le développement de l’antibiorésistance.

Les perspectives : L’usage des antibiotiques est revu en profondeur et des techniques alternatives envisagées, tels les bactériophages, ces virus qui ciblent spécifiquement certaines bactéries pour les détruire.

Les phages attaquent

6. The last by not least

Si les découvertes sur le microbiote intestinal progressent, nous ne connaissons encore qu’une part infime de sa composition, de ses rôles et ses interactions avec notre organisme. Les chercheurs continuent d’investiger de nombreuses pistes de travail afin de :
– découvrir le rôle des autres organismes qui peuplent notre microbiome : virus, champignons microscopiques, parasites…
– clarifier les liens qui relient le microbiote et notre santé
– approfondir notre connaissance des autres microbiotes (peau, appareil uro-génital, appareil respiratoire)

Source

Zmora N, Soffer E, Elinav E. Transforming medicine with the microbiome. Sci Transl Med. 2019 Jan 30;11(477). http://stm.sciencemag.org/content/11/477/eaaw1815.short

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Les sournoiseries de Bilophila wadsworthia

Vous n’avez très certainement jamais entendu parler de la bactérie qui répond au doux nom de Bilophila wadsworthia. C’est parfaitement normal. Il s’agit d’une bactérie qui représente environ 0,1 % du microbiote intestinal chez les sujets sains. Néanmoins, chez des sujets au régime alimentaire riche en graisses, cette bactérie est bien plus abondante. C’est que viennent de mettre en évidence des chercheurs de l’Inserm, de l’Institut Danone, de l’AP-HP et de Sorbonne Université lors d’une étude préclinique.

Pour bien comprendre le microbiote intestinal :

Tout savoir sur le microbiote intestinal

Et un régime riche en graisses crée des conditions idéales à la prolifération des bactéries intestinales dont Bilophila wadsworthia. Donc non seulement elle se multiplie, mais elle dérègle aussi le microbiote intestinal. Les conséquences ? Une aggravation des différents paramètres caractérisant le syndrome métabolique, un dysfonctionnement de la barrière intestinale ou encore des troubles du métabolisme des sels biliaires, favorisant de fait le développement de cette bactérie.

Une bactérie probiotique érigée au rang de super-héros

Après une telle découverte, les scientifiques ont exploré une bactérie probiotique – Lactobacillus rhamnosus – et son potentiel thérapeutique. Une souche spécifique de cette bactérie fut au cœur de leurs préoccupations : CNCM I-3690. En effet, elle limite la prolifération de la méchante Bilophila wadsworthia et protège la barrière intestinale de ses effets pro-inflammatoires. Et elle permet également d’améliorer les paramètres de régulation du glucose.

Les probiotiques et leurs bienfaits sur la santé :

Tout savoir sur les probiotiques

Ainsi, si ces résultats se confirment chez l’homme de nouvelles voies verraient le jour, comme l’utilisation préventive et thérapeutique de souches probiotiques pour lutter contre les troubles métaboliques. Dans l’espoir d’influer sur le diabète et l’obésité grâce au rétablissement des fonctions assurées par un microbiote intestinal équilibré et une alimentation saine.

Sources

– Salle de presse Inserm, « Quand une bactérie intestinale aggrave le syndrome métabolique et qu’un probiotique le soulage »,
– Jane M. Natividad et al., « Bilophila wadsworthia aggravates high fat diet induced metabolic dysfunctions in mice », Nature Communications, juillet 2018, volume 9, 2802.

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Si nombreux sont ceux qui répugnent à l’idée de s’accrocher à la barre du métro, d’autres en font un sujet d’étude sérieux ! En effet, une équipe de chercheurs a étudié la présence de bactéries dans le métro de Hong Kong pour explorer la diversité bactérienne selon les lignes. Leur conclusion : les bactéries se meuvent selon les itinéraires des voyageurs. Explications.

Une étude de la diversité des bactéries dans le métro, un canular ?

On pourrait penser qu’il s’agit d’une énorme plaisanterie, mais il n’en est rien ! Près de vingt chercheurs sont partis à la chasse aux bactéries du métro grâce aux prélèvements effectués sur des volontaires. Comment ? Ces derniers devaient au quotidien, durant trente minutes, se déplacer dans l’une des huit lignes de métro de Hong Kong. Bien sûr, ils nettoyaient leurs mains en amont pour ensuite toucher les barres de maintien. Pour les prélèvements, ils tamponnaient leurs paumes sur des écouvillons, petites brosses s’apparentant aux cotons-tiges.
Les analyses ont mis en exergue qu’une écrasante majorité des bactéries accompagnant les voyageurs étaient assez communes, bactéries usuellement retrouvées sur le microbiote cutané. Concernant les organismes non bactériens, les paumes des participants hébergeaient surtout des levures.

Pour bien comprendre le microbiote :

Tout savoir sur le microbiote

Jamais sans son microbiome sur la 8 !

Les déplacements des habitants de Hong Kong ont favorisé le développement d’un véritable microbiome – une zone de vie pour les organismes – sous la ville. Et les évolutions du microbiome au fil de la journée sur les différentes lignes de métro intéressent les chercheurs.
Leur premier constat : aux premières heures de la journée, on distingue plus de 140 espèces de bactéries différentes. Et chaque ligne de métro se distingue par ses caractéristiques microbiennes, à l’image de la ville qu’elle traverse. En effet, la ligne de métro à proximité de la côte grouille d’espèces bactériennes aquatiques.
Durant la journée, alors que la fréquentation du métro atteint son acmé, les communautés de microbes tendent à davantage se ressembler. Et 48 d’entre elles se multiplient durant la journée, avec une majorité de bactéries commensales – bactéries se nourrissant des déchets qui se trouvent à l’extérieur de nos tissus, sur la peau par exemple. À noter que le moment de l’échantillonnage, « est l’un des déterminants majeurs des changements et des récurrences dans la composition et la diversité de la communauté », relèvent les auteurs de l’étude.

La guerre des bactéries pour le contrôle de la ville

Les bactéries ne diffèrent que peu de l’Homme sur ce point. De fait, certaines bactéries prennent l’ascendant sur des bactéries dites plus faibles. Certaines communautés microbiennes prolifèrent donc dans les lignes de métro selon le moment de la journée.
Lors de la circulation des rames, les bactéries apportées par l’Homme se multiplient. A contrario, les bactéries n’étant pas liées à l’activité humaine ne reprennent le contrôle du réseau sous-terrain qu’à la fermeture des grilles. Autre point étonnant, et même inquiétant : certaines espèces résistent à plusieurs antibiotiques et tendent donc à se multiplier.
La preuve que les lois qui régissent l’humanité sont universelles, et concernent aussi bien l’Homme que les bactéries.

Les bactéries sont partout, et c’est même bon pour la santé de certains :

Laissez vos enfants manger leurs crottes de nez : c’est bien-fait pour eux !

Source

– Kang Kang et al., « The Environmental Exposures and Inner- and Intercity Traffic Flows of the Metro System May Contribute to the Skin Microbiome and Resistome. », Cell Reports, juillet 2018, 24 (5), p. 1190-1202.

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Le déséquilibre du microbiote intestinal

Le microbiote intestinal est composé de micro-organismes vivant en harmonie entre eux mais également avec l’hôte. Les micro-organismes vivant en permanence dans nos intestins ne sont pas pathogènes pour l’organisme. Bien au contraire, ils exercent des effets bénéfiques pour leur hôte. En d’autres termes, on parle de symbiose entre l’hôte et les colonies bactériennes car chacun tire de façon « égalitaire » des bénéfices. Doté d’une grande biodiversité, le microbiote comprend principalement : des firmicutes, des bactéroidetes, des protéobactéries et des actinobactéries.

Pour bien comprendre :

Tout savoir sur le microbiote intestinal

Quand l’équilibre au sein de microbiote est respecté et que l’hôte vit en bonne harmonie avec celui-ci, on parle d’« eu-biose ». Dès lors qu’un déséquilibre a lieu dans le microbiote pouvant perturber le bien être de la personne, on parle de dysbiose. Cette dysbiose peut avoir 3 origines :
1 – Présence excessive de micro-organismes pathogènes,
2 – Déficit en micro-organismes bénéfiques,
3 – Diminution de la biodiversité du microbiote.

Microbiote intestinal et MICI : les preuves

Dès lors qu’il est possible d’établir un lien/une preuve entre déséquilibre du microbiote intestinal et une pathologie, on parle de « signature ». Et il existe des signatures bactériennes associées aux MICI. Ces preuves concernent à la fois des études faites sur l’Homme et sur les animaux :

Sur les animaux

Chez des modèles d’animaux axéniques (dépourvus de microbiote), il n’est pas possible de leur induire de façon expérimentale de maladies intestinales inflammatoires. Mais chez certains modèles d’animaux expérimentaux, on associe la présence de certaines souches microbiennes aux symptômes des MICI et induit de plus fortes douleurs.

Chez les humains

Le microbiote des sujets malades n’est pas le même que celui des sujets sains, et une forte dysbiose apparaît chez les malades. Aussi, chez les personnes atteintes de rectocolite hémorragique :
– Des concentrations de bactéries apparaissent proches des lésions inflammatoires,
– En cas d’inflammation post chirurgie, des antibiotiques permettent de soulager les douleurs,
– Des transferts de microbiote d’un sujet sain vers un sujet atteint de rectocolite hémorragique montrent une efficacité thérapeutique.

Pour tout savoir sur la rectocolite hémorragique :

Tout savoir sur la rectocolite hémorragique ou RCH

Une diversité du microbiote intestinal moindre en cas de MICI

Par ailleurs, des études montrent que la richesse et la biodiversité du microbiote intestinal chez les personnes atteintes de MICI sont moins importantes. Par exemple, les bactéries productrices de butyrate telles que Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia, ou encore Akkermansia se retrouvent en quantité fortement diminuée. Et c’est aussi le cas pour les Fimicutes. D’autres bactéries aux effets anti-inflammatoires apparaissent en quantité limitée chez les personnes malades : on associe la diminution de F. prausnitzii chez les personnes malades à un plus haut risque de récidive post-opératoire de la maladie de Crohn et un plus haut risque de rechute.

Au contraire, des bactéries aux effets néfastes et toxiques pour l’organisme apparaissent en quantité trop importante. C’est le cas des Escherichia coli adhérents et invasifs. Dans le microbiote de sujets malades, on retrouve plus de 36 % de ces bactéries, contre 6 % chez des sujets sains. Et ces souches ont un effet pro-inflammatoire.

La piste du microbiote comme voie thérapeutique dans les MICI

Il existe 4 voies pour moduler l’activité et la biodiversité du microbiote. Les chercheurs ont d’ores et déjà exploré ces voies, et certaines d’entre elles semblent plus prometteuses que d’autres :

1 – Les antibiotiques

Si certaines études montrent des effets positifs quant à l’utilisation des antiobiotiques dans les MICI (par exemple avec l’utilisation de la rifaximine), les scientifiques s’accordent à limiter leur utilisation du fait des effets secondaires potentiels.

2 – Les prébiotiques

Les prébiotiques sont des fibres non digérées au niveau intestinal, qui se retrouvent dans le côlon et fermentées par les bactéries coliques. Le problème : ce sont en général des sucres fermentescibles (FODMAPs, tels que les fructanes comme l’inuline). Et les personnes atteintes de MICI digérant mal les aliments ont des seuils de tolérance très bas en ce qui concerne les FODMAPs. Des études supplémentaires doivent néanmoins être réalisées car les régimes pauvres en fibres proposés aux personnes malades participent à la dysbiose. Donc de nouvelles recommandations pourraient être proposées suite à des investigations plus poussées.

Pour bien connaître les FODMAPs :

Comprendre les FODMAPs

3 – Les probiotiques

Des études ont montré l’efficacité de probiotiques dans la prévention de la rectocolite hémorragique, notamment de la souche E. coli Nissle 1917. En revanche, les tests faits chez les sujets atteints de maladie de Crohn n’ont pas encore été concluants.

4 – La transplantation fécale

Cette piste reste surement la voie la plus exploitable, aux effets potentiels bénéfiques et positifs dans la guérison des MICI. Quatre études montrent une rémission de 24 à 32 % chez les sujets atteints de rectocolite ayant bénéficié d’une transplantation fécale. Par rapport à 5 à 20% chez les sujets ayant un placebo. Néanmoins, cette piste encore peu étudiée pose de nombreuses questions (quels patients, moments de la transplantation, effets dans le temps…). Et de nombreux études seront réalisées pour répondre à ces questions.

Pour comprendre pourquoi le microbiote fécal d’un sujet sain pourrait être bénéfique :

Le microbiote fécal illustré

Bien que les connaissances sur le lien microbiote-MICI se développent considérablement, elles restent encore limitées sur certains points pour permettre une guérison fiable et durable.

Sources

– FMC Gastro, « Microbiote et MICI » Par Philippe Marteau,
– INRA, mai 2016, « Génétique et microbiote intestinal contribuent ensemble aux MICI »,
– DigestScience, « Rôle du microbiote dans les MICI ».

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Qu’est-ce que le microbiote ?

Le microbiote désigne littéralement l’ensemble des micro-organismes peuplant un microbiome, c’est-à-dire un milieu de vie bien défini. Le microbiote correspond donc à des bactéries, champignons non pathogènes, virus ou bien protiste (être vivant unicellulaire) vivant dans un écosystème défini. Ainsi pourrons nous parler, pour l’Homme, de divers microbiotes dont :
– Le microbiote intestinal : les micro-organismes vivants au niveau de la sphère digestive,
– Aussi le microbiote vaginal : les micro-organismes vivants au niveau du vagin,
– Le microbiote cutané : les micro-organismes vivants sur la peau,
– Encore le microbiote placentaire : récemment, des micro-organismes ont été identifiés au niveau du placenta, même lorsque la grossesse est dite normale
– Et le microbiote des organes sexuels masculins : micro-organismes présents chez les hommes au niveau de l’appareil génital.

Il y a aussi :

Le microbiote fécal illustré

Pourquoi vit-on avec tous ces micro-organismes sur nous et en nous, alors même que nous vivons dans des pays où l’hygiène est entrée dans nos mœurs depuis déjà quelques décennies ? Pourquoi ne pouvons-nous pas nous débarrasser de ces petites bêtes, alors même que nous essayons d’être de plus en plus aseptisés ? Ce serait une erreur de croire que ces micro-organismes sont nuisibles, et ce serait une erreur de s’en débarrasser, car nous ne pouvons pas vivre sans eux ! Et ces micro-organismes nous sont d’une utilité imparable, nous vivons avec eux une véritable histoire sur le long terme, histoire que l’on appelle communément « symbiose ». En d’autres termes, nous vivons une association biologique, durable et réciproquement profitable, entre deux organismes vivants.

Le microbiote vaginal

Il comprend entre 100 millions et 1 milliard de micro-organismes/ml de sécrétions vaginales. Il est composé de lactobacilles (Lactobacillus iners, L. crispatus, L. gasseri, etc…). L’objectif de ce microbiote est de défendre la cavité vaginale des infections microbiennes ou bien des maladies sexuellement transmissibles. L’utilisation d’antibiotiques, un déséquilibre hormonal pourraient faire varier l’équilibre de ce microbiote et exposer la femme à différentes agressions microbiennes.

Le microbiote cutané

Il est composé de bactéries comme Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus hominis (bactéries commensales communes), Streptococcus mitis, Propionibacterium acnes, Corynebacterium spp., Acinetobacter johnsoni, et Staphylococcus warneri etc… La nature des souches présentes sur la peau est variable selon les zones anatomiques de la peau. Cette variabilité dépend en partie de la température, de l’humidité ainsi que du contenu lipidique de la peau. Ainsi définit-on les zones grasses (visages, cuir chevelu), les zones humides (l’intérieur des narines, les aisselles, le sillon interfessier) et les zones sèches (les bras, les paumes des mains). Les propionibactéries prédominent dans les zones grasses, les corynébactéries et les staphylocoques sont abondants dans les zones humides.

Le microbiote placentaire

Quant au microbiote placentaire, il a été démontré que des souches d’E. coli non pathogènes étaient retrouvées au niveau placentaire, ainsi que Prevotellatannerae et des espèces Neisseria non pathogènes. Ce microbiote placentaire est similaire au microbiote de la cavité buccale, ce qui est surprend les chercheurs. Cette découverte relativement récente est une révolution dans le monde de la recherche, puisque tout le monde s’accordait à dire que le placenta était stérile. De plus amples travaux sont en cours afin d’explorer et de mieux comprendre ce microbiote placentaire.

Le microbiote intestinal

Il s’agit du microbiote le plus conséquent de l’organisme, avec pas moins de 1012 à 1014 micro-organismes, ce qui représente 2 à 10 fois plus le nombre de cellules qui constituent notre corps. Cela correspond en moyenne à 2 kg de micro-organismes ! Nous avons beaucoup de choses vous dire concernant le microbiote intestinal. Aussi rendez-vous par ici :

Tout savoir sur le microbiote intestinal

Sources

– Jeremy Di Domizio et al., « Le microbiote cutané : le poids lourd sort de l’ombre », Rev Med Suisse, 2016, volume 12, 660–664.
– Lise Loumé, « Les bactéries colonisent aussi le placenta », Sciences et Avenir, mai 2014.

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