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Environnement et biosphère > Chapitre 3C-Le microbiote humain > Flashcards

Chapitre 3C-Le microbiote humain Flashcards

1
Q

Quelles méthodes ont permis l’étude de la flore bactérienne du corps humain?

A
  • Le séquençage de masse en 2006

- Les méthodes de cultures indépendantes ont permis de réduire les biais

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2
Q

Combien de microorganismes peut avoir une cellule humaine et quelle est le ratio par rapport au matériel génétique?

A

1 à 10 MO pour 1 cellule humaine (corps humain = 1 x 10^14 cellules microbiennes)
ET
l’ensemble de ces cellules contient 100 fois + de matériel génétique que notre génome.

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3
Q

Est-ce que les MO sont requis pour la vie des mammifères?

A

Non, mais leur colonisation est inévitable car il n’existe pas de mammifères dépourvus de MO dans la nature.

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4
Q

Quels sont les 4 grands objectifs du Human Microbiome Project entre 2007 et aujourd’hui?

A
  • caractériser la composition et le taux de diversité des communautés microbionnes “normales” issues d’individus en santé
  • developper les outils technologiques pour supporter cette rechercher
  • évaluer les implications éthiques, légales et sociales d’un tel projets
  • élargir notre compréhension des relations entre le microbiotes humain et diverses maladies
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5
Q

Dans l’approche microbiologie environnementale (descriptives), quelle méthode à permis de répondre à la question:

1) Qui est là?
2) Que font-ils?

A

1) Séquençage de masse de l’ADN encodant le 16S

2) Séquençage de masse de type métagénomique

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6
Q

Quel sont les expériences fonctionnelles (3) qui ont permis de tester des hypothèse du projet des microbiomes humains?

A
  • utilisation de souris gnotobiotiques, transgéniques ou non
  • La culturomique: développer des milieux de cultures pour être capable d’étudier les Microbiotes en labotoire.
  • Essais cliniques
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7
Q

Quels sont les 6 grands phylum retrouver dans les communautés microbiennes du corps humain?

A
  • Firmicutes
  • Actinobacteria
  • Bacteroidetes
  • Verrucomicrobia
  • Fusobacteria
  • Proteobacteria
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8
Q

Est-ce que tous les sites de la peau sont égaux?

A

Non, car les conditions sont trop changeante selon la localisation, exemple: sous les bras est une partie beaucoup plus humide que le dessus des mains, etc…

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9
Q

Quel microbiome est le plus succeptible d’être similaire entre: les sites sur un même individu ou un même site sur plusieurs individus ?

A
  • Un même site sur plusieurs individus. les proportions des phylums on beaucoup plus de chance d’être semblable pour un même site. (il est certain que certaine différences peuvent être observées mais en somme beaucoup plus similaire)
  • Chaque site sur un corps humains possède ses caractéristiques et ses phylum qui lui sont propres
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10
Q

Pourquoi dans la nature on retrouve + de 50 phylum et sur le corps humains environ 6 ?

A
  • Beaucoup de pression de sélection
  • Adaptation du corps et des microorganismes pour leur cohabitation
  • Plusieurs mécanismes impliqué dans la tolérance de certains MO par le corps,
  • Etc…
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11
Q

Quel est l’influence du Microbiote de la mère lors de la naissance?

A

Affecte la diversité bêta et l’abondance relative des différents phylums.

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12
Q

Quelles circonstances entourant la naissance vont influencer le microbiote de l’enfant?

A
  • La naissance par voie vaginale ou césarienne
  • les traitements antibiotiques en bas âge
  • Naissance prématurée
  • Allaitement ou lait en poudre
  • Le nombre de contact avec des personnes
  • etc…
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13
Q

Qu’est-ce que le microbiote de la mère occasionne comme problème lors de l’étude chez les souris?

A

Les études sur le microbiomes est biaiser par le microbiote de la mère. Les souriceaux génétiquement identiques possèdent de grosses différences dans leur microbiomes selon la mère qui les as mis au monde.

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14
Q

Qu’est-ce que le microbioTe ?

A

C’est l’ensemble des MO peuplant un environnement particulier d’un hôte animal ou végétal. (Microbiote intestinal)

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15
Q

Qu’est-ce qu’un microbioMe?

A

C’est l’ensemble des génomes qui compose un microbiote
ou
un ensemble des microbiotes d’un individu

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16
Q

Quel est l’évolution du microbiote intestinal du bébé et leur caractéristiques?

A

1) Nouveau-né: Anaérobes facultatifs (Les MO colonisateurs utilisent l’oxygène restant dans le tube digestif et contribuent à la succession)
2) ~ 1 semaine à 6 mois: Anaérobes strictes (l’anaérobie se poursuit tout au long de la vie par contre)
3) Diète solide prédominante (1 an): Ressemble au microbiote adulte (modification graduelle des phylums selon l’introduction des aliments )
4) 2-3 ans : Stabilisation du microbiote (avant = très instable et grosse modifications)

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17
Q

Est-ce que la richesse et la stabilité du microbiote intestinal est constant durant la vie d’un individu?

A

Non, la richesse augmente graduellement jusqu’à l’adolescence et atteint un certain taux de richesse à l’âge adulte. La stabilité augmente également graduellement et gagne sont pic à l’âge adulte. par contre, le microbiote devient de + en + sensible aux changements et donc diminution de la stabilité durant la vieillesse (personne âgée)

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18
Q

Qu’est-ce que les études du microbiote adultes ont démontrer par rapport aux phylums et par rapport aux fonctions?

A

Les proportions des phylums sont très variables d’un individu à l’autre mais les fonctions codées sont pas mal toujours les mêmes et dans les mêmes proportions (obtenu par séquençage métagénomique)
(En générale mais il y a toujours des exceptions)

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19
Q

Est-ce que la composition en MO est pareil dans tout le tube digestif?

A

Non, chaque partie possède ses MO liés aux conditions et aux fonctions, ça évolue plus on avance dans le tube digestif.

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20
Q

Quels sont les 4 facteurs qui changent lorsqu’on avance de la partie proximale à la partie distale de l’intestin?

A
  • La concentration en MO
  • Le pH
  • La concentration en agents antimicrobiens
  • La concentration d’oxygène
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21
Q

Quels sont les 5 phylums dominants du microbiote intestinal adulte?

A
  • Bacteroidetes
  • Firmicutes
  • Actinobacteria
  • Proteobacteria
  • Verrucomicrobia
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22
Q

Qu’est-ce qui influence la composition en MO dans la partie proximale de l’intestin (petit intestin) et pourquoi?

A

Cette partie arrive directement de l’estomac donc le pH est très acide, il y a beaucoup d’oxygène et d’agents antimicrobiens. La concentration en MO est faible (10^2 cfu/g). Les conditions sont plus extrêmes car cette faible concentration en MO est importante puisque c’est l’endroit où se fait la majorité de l’absorption des nutriments alors il ne faut pas avoir de compétitions pour nos ressources.

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23
Q

Qu’est-ce qui influence la composition en MO dans la partie distale de l’intestin (colon) et pourquoi?

A

plus on avance dans le tube digestif et plus les conditions deviennent clémente a la survie des MO . Augmentation du pH, diminution des agents antimicrobiales et de l’oxygène. Ces changements graduels font augmenter la concentration en MO jusqu’à 10^11 cfu/g. Cela est important puisque plus la nourriture avance dans le transite intestinal et plus il y a des composées difficile a assimiler, alors il faut la fermentation par les MO afin de pouvoir tirer le maximum de nutriments.

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24
Q

Pourquoi il y a une très grosse couche de mucus dans la partie distale de l’intestin?

A

Ce mucus permet la protection des cellules contre la quantité faramineuse de MO présents.
-Cela permet aussi d’influencer les MO qui sont capable de le traverser. Les MO les + proches des cellules épithéliales sont influencer par le génome de l’hôte pour la communication et les échanges.

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25
Q

Par quoi sont influencer les MO présents dans la lumière du gros intestin et ceux de la couche superficiel du mucus?

A

Ils sont influencer par la diète de l’hôte puisque les seuls nutriments disponibles pour la croissance et la survie des MO sont ce qui est disponible dans le tractus intestinal.

26
Q

Quels sont les 7 facteurs connus qui peuvent influencer le microbiote intestinal et est-ce que cela expliquent tout?

A
  • l’âge
  • les antibiotiques
  • l’historique évolutive (architecture de l’intestin)
  • la diète et le style de vie
  • l’indice de masse corporel
  • le système immunitaire
  • la génétique de l’hôte

LES FACTEURS CONNUS N’EXPLIQUENT PAS TOUT (explique ~ 20% de la variabilité observée)

27
Q

Qu’est-ce que 1)les études de grandes cohortes et 2)les études sur les jumeaux ont associées par rapport a l’influence de la génétique de l’hôte sur le microbiote intestinal?

A

1) GWAS = séquençage des microbiotes des individus (16S et métagénomique):
- qq locus humains ont été associé avec certains taxons bactériens (immunité, digestion des sucres, préférence alimentaires ou achitecture du système digestif)
- Ces locus expliquent ~ 10% de la variabilité inter-individu

2) Études chez les jumeaux:
- jusqu’à 10% du microbiote est « héritable»
- mais la composante héritable a tendance a diminuer beaucoup avec l’âge.

28
Q

Qu’est-ce que l’étude chez sur les souris ont permis d’associé par rapport à l’influence de la génétique de l’hôte sur le microbiote intestinal ?

A
  • Les souris sont souvent utiliser pour confirmer des hypothèses issus d’observation chez l’humain à l’aide de souris génétiquement identique et des mutants
  • Il est très difficile de faire abstraction du microbiote maternel (il est difficile de faire des associations si les microbiotes ne se resemble pas à la base à cause de l’influence de la mère)
29
Q

Quelle méthode expérimentale est utilisée pour contourné le biais causé par les microbiotes maternels lors de l’étude sur des souris?

A
  • on extrait les embryons de types sauvages de la mère 1 et les embryons mutés chez la mère 2
  • on réintroduit les deux types d’embryons chez une 3e mère
  • cela permet d’observer les conséquences des mutations tous en diminuant le biais occasionner par l’effet du microbiote maternel
  • Par contre, ces manipulations sont très délicates et fastidieuses.
30
Q

Quel est le rôle du locus TLR5 sur le microbiote intestinal?

A
  • TLR5 est une protéine impliquée dans l’immunité avec un effet sur le métabolite
  • lorsque la protéine est activé, elle reconnait spécifiquement la flagelline et cela lui permet d’exercé un contrôle immunitaires sur les bactéries
31
Q

Que se produit-il lorsqu’on inactive le locus TLR5 et quelle association peut-on faire?

A
  • débalancement des phylum du microbiote intestinal.
  • le débalancement occasionne des maladies et syndrôme métabolique, obésité et diabète

-Donc, TLR5 permet de contrôler et balancer le microbiote intestinal en occasionnant une tolérance face à certains MO qui permettent le maintient de la santé de l’organisme.

32
Q

Quelles sont les 4 grands groupes de nutriments dans une diète qui influence le microbiote?

A
  • Carbohydrates disponibles pour le microbiote (MAC) (fibres)
  • les gras
  • les protéines
  • les micronutriments et additifs alimentaires
33
Q

Expliquer le rôle des MAC (microbiota-accessible carbohydrates) sur le miocrobiote.

A
  • Facteurs qui a le + d’influence sur le microbiote
  • Les MAC sont des polysaccarides complexes qui comporte des branchements pour lequel l’humain ne possède pas les enzymes.
  • Ils sont facilement clivable par les enzymes bactériennes (par fermentation) afin de les dégrader en butyrate, propionate et acétate. Les MO peuvent donc utiliser ces composés comme source de nutriment mais il deviennent également assimilable
  • Les produits de dégradation des MAC assimilables ont différents effets sur le corps humains (régulation, homéostasie, réponse immunitaire, …)
34
Q

Quel est l’influence du gras sur le microbiote ?

A
  • Ce facteur a beaucoup d’influence sur le microbiote
  • La diète forte en gras n’a que peu d’effet sur les souris sans microbiote (GF) mais les souris WT développait de gros problème (obésité, diabète, etc..)
  • Alors une diète forte en gras influence la composition du microbiote mais cette composition ont des effets important sur la santé de l’hôte
35
Q

Quel est l’influence d’une diète forte en protéine sur le microbiote intestinal?

A
  • les protéines sont des nutriments très interessant pour les MO, ils peuvent être dégrader en différents acides aminés et en métabolite qui facilite l’acquisition de nutriment pour certaine MO.
  • Donc, si les protéines sont fortement biodisponibles, cela va favorisé certain phylum en particulier.
36
Q

Quel est l’influence des micronutriments et des additifs alimentaires sur le microbiote intestinal?

A
  • Les associations fait dans cette catégories est plus hypothétique car peu d’étude significative existe.
  • Mais les éléments fer et zinc sont des éléments limitants et peuvent donc influencer la composition du microbiote
  • les additifs alimentaires comme les émulsifiants, colorants etc.. peuvent rendre biodisponible certain éléments et et donc modifier le microbiote…
37
Q

Quel sont les effets sur les souris gnotobiotiques (microbiotes humains) qui consomme une diète sans gras avec seulement des polysaccharides de plantes?

A

Il y a modification du microbiote et augmentation de certaines voies métaboliques :

  • synthèse de sucres complexes
  • dégradation de surcres complexes
  • synthèse d’a.a. et autres facteurs de croissance accessoires
38
Q

Quel sont les effets sur les souris gnotobiotiques (microbiotes humains) qui consomme une diète a haute teneur en gras et en sucre?

A

Il y a modification du microbiote, diminution de la diversité et augmentation de la quantité de transporteurs de sucres et changement dans l’accumulation de graisse (démontrer avec des transplantations de microbiote avec différentes diètes)

39
Q

Quels sont les effets des antibiotiques (traitement thérapeutiques) sur le microbiote intestinal?

A
  • Les antibiotiques occasionne des diminution de la diversité et la concentration des MO = débalancement du microbiote.
  • Augmentation de la sensibilité aux infections par des MO pathogènes (Ex: Clostridium difficile)
  • Le métabolome de souris après 10 jours d’antibiotique est modifié: augmentation d’acide biliaires primaires, de certains sucres-alcools (mannitol,sorbitol) et d’acides aminés; mais diminution d’acides gras libres et d’Acides billiaires secondaires.
40
Q

Expliquer la résilience du microbiote de l’intestin.

A
  • un microbiote adulte en santé est généralement très stable, résistant aux stress, et aux colonisation par des MO pathogènes.
  • Lorsque le microbiote est en santé, les changements sont transitoire et il y a retour rapidement a la normale
  • Parfois, les changements sont trop important et il y a recovery incomplete et l’état dégradé du microbiote est maintenu.
  • Malheureusement, ce nouvel état dégrader est très stable également et le retour a un microbiote en santé sera très difficile a atteindre.
41
Q

Quels sont les effets in situ d’une bonne nutrition et d’un microbiote en santé?

A

1) extraction plus efficace de l’énergie provenant de la nourriture. (ex: MAC)
2) fournir des facteurs de croissances et vitamines (vitamine K, B12 et a.a. issu de l’alimentation ou produit par les MO)
3) prévention de la colonisation par les MO pathogènes (une flore en bonne santé monopolise toute la niche ce qui permet d’exclure les MO non-désirés)

42
Q

Quels sont les effets (5) sur la maturation de la muqueuse intestinale lorsque le microbiote est en bonne santé?

A

1) Le mucus est + épais (ce qui empêche le contact direct MO/cellules)
2) cilli + courts et mieux irrigués
3) Cryptes + profondes
4) Le système immunitaire associé est mature et efficace
5) Stimulation de la fonction «barrière» de l’épithélium du lumen

43
Q

Est-ce qu’il est possible de rattraper les malformations occasionner par un microbiote inexistant ou dégradé chez les souris? si oui comment?

A
  • Il y a une certaine fenêtre de temps à lequel cela est possible d’inoculer un microbiote en santé. Cela est possible exclusivement si elle est très jeune.
  • La muqueuse intestinale non mature devient irréversible si la fenêtre de temps est dépasser
44
Q

Quel est le lien entre maturation du système immunitaire et un microbiote en bonne santé, et quand est-il important?

A

Dans les premiers temps suite a la naissance, le système immunitaire apprend a devenir tolérant aux MO commensale. Il apprend à reconnaitre et accepter les bons MO , ainsi qu’a réagir avec les mauvais MO.
-Si le microbiote est débalancer, il y aura réaction autoimmune des MO commensale présent sur la peau ou maladie inflamatoire dans l’intestin

45
Q

Quels sont les cellules associées avec la maturation du système immunitaire et la colonisation selon l’étude chez les rongeurs stérile?

A
  • La colonisation intestinale permet la balance systémique des cellules TH1 (macrophage) et TH2 (cellules B)
  • Sur la peau (dans les 2 premières semaines) ou dans le colon, la colonisation stimule l’accumulation de cellules Treg afin de permettre la tolérance aux antigènes de la flore commensale
46
Q

Quelles sont les conséquences des perturbations du microbiotes tôt dans la vie et la maturation du système immunitaire?

A
  • une grosse utilisation d’antibiotique dans les premiers 6 mois- 1 an de vie augmente la succeptibilité aux asthmes et réactions allergique vers l’âge de 6 ans et apparition eczéma vers l’âge de 8 ans.
47
Q

Quelles sont les liens entre la maturation du système nerveux central et le microbiote en bonne santé et déréglé?

A
  • probablement en lien avec le système immunitaire, un bon microbiote tôt dans la vie permet une bonne reconnaissance du soi et du non soi
  • Les études chez les rongeurs «germ-free» montrent des différences dans la maturation de la microglie (cellules de l’immunité du système nerveux) et de l’amygdale
  • aussi, certains liens ont été fait entre des infections pré-natales activant le système immunitaire de la mère qui pourraient être un facteur promouvant des troubles neurodévelopmentaux (TSA, Schizophrénie)
48
Q

Quel est le mécanisme de tolérance général du système immunitaire pour les bactéries commensales?

A

Immunoglobuline A sécrétoire (slgA)

  • présent en grande quantité dans les cellules intestinales. ces protéines reconnaissent les MO et les couvrent afin de diminuer l’inflammation (permet la tolérance)
  • Ces protéines médie l’homéostasie entre le microbiote et l’hôte,
49
Q

Quels sont les mécanismes de tolérance spécifique du système immunitaire pour les bactéries commensales

A

1) exopolysaccharides qui inhibe la réponse des cellules B et la cytokine inflammatoire.
2) les cellules dendritiques qui reconnaissent les capsules et stimule les cellules Treg pour la reconnaissance des antigènes commensale

50
Q

Qu’est-ce que la dysbiose intestinale et a quoi peut-elle mener?

A
  • c’est un déséquilibre dans la flore intestinale ou une mauvaise adaptation microbienne du microbiote.
  • Lorsqu’il y a déséquilibre, la flore pathogène présente prend le dessus et provoque de l’inflammation
  • Il est facile de tombé dans un état de dysbiose immunologie et cette état est souvent permanent, car le retour a un équilibre est très difficile.
51
Q

Par quoi son caractérisées les maladies inflammatoire gastro-intestinales, donner 2 exemple et les causes.

A
  • caractérisées par une réponse immunitaire incontrôlée au niveau du système gastro-intestinal, dirigée en partie contre les MO qui y résident
  • Maladie de Crohn (maladie inflammatoire systémique) ou Colite ulcéreuse (Colon seulement)

Causes:
-Prédisposition génétique + Dysbiose du microbiote intestinal
(Ce n’est pas causé par un MO mais vraiment par le déséquilibre)

52
Q

Quelles sont les utilisations de la transplantations fécales? le protocole et les problèmes?

A

Utilisation:

  • Infection persistantes à Clostridium difficile
  • essai clinique pour les maladies inflammatoires gastro-intestinale
  • rechercher préliminaire pour le syndrôme du colon irritable

Protocole:
-Transplantation de selles fraiches homogénéisés à l’intérieur de l’intestin du patient (colonoscopie, tube nasogastrique ou capsules)

Problèmes:

  • Bcp d’inconnu dans les microbiotes de donneur,
  • isolement et administrer seulement certaines souches bactériennes pour prévenir la colonisation par C. difficile (en recherche)
53
Q

Qu’est-ce qui rend difficile l’étude de l’altération du microbiote sur l’axe cerveau-système digestif?

A
  • Ils sont très largement basées sur des observation et des corrélations
  • Les souris ne possèdent pas les cognitions que les humains
54
Q

Quelles sont les principales associations fait entre un microbiote en santé versus stressé/malade avec l’axe du cerveau-système digestif?

A

Santé:

  • Cognitions, comportement, émotions normales
  • Niveau approprié des cellules inflammatoires
  • Microbiotes normal

Stress/maladie:

  • Cognitions, comportement, émotions altérées
  • Niveau altéré des cellules inflammatoires
  • Dysbiose intestinale
55
Q

Quelles sont les molécules neuromodulatrices (5) qui interviennent dans l’Axe cerveau-système digestif? (les petites molécules qui ont un gros effet sur le cerveau)

A

1) Acides gras à chaine courte (SCFAs)= produit par les MO qui fermente les MAC, source d’énergie et fonction cellulaire
2) Facteur neutrotrophique dérivé du cerveau (BDNF)= synthétiser dans le cerveau et agit dans la régulation de l’Activité intestinale. le microbiote intestinale est capable de réguler sa production (plasticité et mémoire)
3) GABA = inhibiteur qui agit sur l’anxiété, la dépression et l’alzheimer. (on ne sait pas si celui produit par l’intestin à un impact sur le cerveau)
4) Sérotonine= essentielle dans le cerveau mais produit à 90% par les cellules épithéliales du système digestif stimulé par les certain MO. Il pourrait avoir un lien avec certain MO dit «antidepresseur».
5) Cytokines (et système immunitaire en général) = stimulerai l’hypothalamus lors d’inflammation

56
Q

Quel est l’association du rôle du microbiote intestinal sur le développement du cerveau?

A

(études chez les souris dépourvues de MO)

-rôle dans la formation des circuits neuraux impliquées dans l’anxiété, le contrôle moteur et la mémoire

57
Q

Quel est l’association du rôle du microbiote intestinal sur la douleur?

A

diminution de la sensation de douleur due au stress et au syndrome du colon irritable en présence de Lactobacilli et Bifidobacteria

58
Q

Quel est l’association du rôle du microbiote intestinal sur la translocation bactérienne à travers l’épithélium de l’intestin («leaky gut»)?

A

Associé a des dépressions majeures, à l’autisme mais très controversé comme théorie. certaine pense que des MO pourrait fuirent et se rendre au cerveau pour affecter directement.. mais

59
Q

Quel est l’association du rôle du microbiote intestinal sur le désordre du système nerveuz central?

A

lien possible entre le désordre du microbiote et l’anxiété , la dépression ou trouble de l’humeur

60
Q

Quel est l’association du rôle du microbiote intestinal et le TSA (trouble du spectre de l’autisme)?

A

Flore intestinal altéré au niveau des bactéries produisant des acides gras à courtes chaines. Mais il faut faire attention car les enfant TSA ont souvent des particularités alimentaires alors il est possible de confondre.

61
Q

Quelles sont les perspectives de manipulation du microbiote pour soigner ?

A
  • présentement ont essaie de faire des diagnostique par séquençage du microbiote et l’association avec certaine maladie. Essayer de trouver un lien et comment certain MO peuvent affecter et ensuite, est-ce qu’il est possible des modifier afin de prévenir ou guérir une maladie.
  • l’utilisation de probiotique pour coloniser la niche afin d’éviter la colonisation involontaire néfaste.
  • Utilisation de drogue spécifique a certain MO qui serait présent en trop grand nombre
  • Prébiotiques = nutriments issu de l’alimentation qui stimulerai la croissance de certain probiotique en particulier
  • Est-ce qu’il serait possible de modifier des MO en laboratoire ou en concevoir spécifiquement afin d’agir sur les dysbiose, tuer des MO en particulier ou influencer l’équilibre
  • plusieurs voies de recherche très intéressante.

Environnement et biosphère (8 decks)

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