microbiote Flashcards
definition
est l’ensemble des micro-organismes – bactéries, virus, parasites et champignons non pathogènes, dits commensaux – qui vivent dans un environnement spécifique. Dans l’organisme, il existe différents microbiotes : au niveau de la peau, de la bouche, du vagin, des poumons
nombre des microorganismes dans le microbiote
Le microbiote intestinal est le plus « peuplé » d’entre eux, abritant 1012 à 1014 micro-organismes
caracteristiques
Il est principalement localisé dans l’intestin grêle et le côlon, réparti entre la lumière du tube digestif et le biofilm protecteur formé par le mucus intestinal qui recouvre sa paroi intérieure. L’acidité gastrique n’étant pas favorable à la présence de la plupart des micro-organismes, l’estomac héberge cent millions de fois moins de bactéries commensales que le côlon.
role du microbiote
un rôle dans les fonctions digestives, métaboliques, immunitaires et neurologiques. En conséquence, la dysbiose, c’est-à-dire l’altération qualitative et/ou fonctionnelle du microbiote intestinal, est une piste sérieuse pour expliquer certaines maladies, notamment parmi celles sous-tendues par des mécanismes auto-immuns ou inflammatoires.
Caractérisation du Microbiote Intestinal
Composition du microbiote :
Le microbiote intestinal est composé principalement de bactéries, mais inclut également des virus (phages), des levures et des champignons.
On estime à environ 1 000 le nombre d’espèces bactériennes dans l’intestin humain.
En moyenne, un individu possède 160 espèces bactériennes dans son microbiote, dont seulement la moitié est partagée entre individus. Un socle commun de 15 à 20 espèces essentielles est retrouvé chez tous les humains.
Personnalisation du microbiote :
Le microbiote intestinal est unique à chaque individu, tant sur le plan qualitatif que quantitatif (comme une empreinte digitale).
Des groupes de population peuvent être identifiés en fonction des espèces bactériennes prédominantes dans leur microbiote.
Phages et microbiote fongique :
Les virus, appelés phages, infectent les bactéries et peuvent influencer leur diversité et leur patrimoine génétique.
Le microbiote fongique, composé de levures et de champignons, joue également un rôle dans la physiopathologie du microbiote intestinal.
Développement du Microbiote
Dès la naissance :
Le microbiote intestinal se forme progressivement à la naissance, en fonction de la manière d’accouchement : par voie basse (contact avec la flore vaginale et fécale) ou par césarienne (exposition aux micro-organismes environnementaux).
La colonisation bactérienne se fait en plusieurs étapes, en commençant par des bactéries aérobies (entérocoques, staphylocoques) qui favorisent ensuite l’implantation des bactéries anaérobies (Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium).
Évolution du microbiote pendant la petite enfance :
Le microbiote se diversifie et se stabilise progressivement avec la diversification alimentaire, l’exposition à des traitements médicaux, les facteurs génétiques et l’hygiène.
La composition du microbiote reste relativement stable après cette période de développement, bien que des variations individuelles existent.
Facteurs influençant la composition du microbiote
Hormones sexuelles :
Les fluctuations hormonales, notamment les niveaux de testostérone et d’œstrogènes, peuvent affecter la composition du microbiote intestinal.
Événements externes :
Des événements comme des maladies, des traitements médicaux (ex. antibiotiques), des modifications de l’alimentation ou de l’hygiène de vie peuvent perturber le microbiote de manière plus ou moins durable.
Impact des antibiotiques :
Les traitements antibiotiques réduisent temporairement la diversité du microbiote, mais une partie des espèces présentes avant le traitement peuvent se rétablir.
Des traitements antibiotiques répétés peuvent entraîner une évolution progressive et durable du microbiote, pouvant avoir des effets délétères.
Substances dans l’alimentation :
L’impact des substances comme les pesticides et les additifs alimentaires sur la composition et le fonctionnement du microbiote soulève des préoccupations sanitaires.
Rôle et Importance du Microbiote
Fonctions essentielles :
Le microbiote intestinal est crucial pour le bon fonctionnement de plusieurs systèmes corporels : digestif, immunitaire, métabolique et neurologique.
Il participe à des processus comme la digestion des aliments, la production de certaines vitamines, et la protection contre les agents pathogènes.
Dysbiose et maladies :
Une altération du microbiote, appelée dysbiose, peut être liée à des troubles auto-immuns, inflammatoires et d’autres pathologies, soulignant l’importance de maintenir un microbiote équilibré.
Rôle du Microbiote dans la Digestion et le Métabolisme
Fermentation et digestion :
Le microbiote participe à la fermentation des substrats et des résidus alimentaires non digestibles (fibres alimentaires, par exemple).
Assimilation des nutriments :
Il facilite l’assimilation des nutriments en produisant des enzymes absentes des cellules humaines, notamment pour l’hydrolyse de l’amidon, de la cellulose et des polysaccharides.
Synthèse de vitamines et acides aminés :
Le microbiote contribue à la synthèse de certaines vitamines essentielles (comme la vitamine K et certaines vitamines B).
Il participe également à la production de trois acides aminés essentiels : la valine, la leucine et l’isoleucine.
Régulation des voies métaboliques :
Il joue un rôle clé dans l’absorption des acides gras, du calcium et du magnésium.
Les animaux élevés sans microbiote ont des besoins énergétiques 20 à 30 % plus élevés que ceux possédant un microbiote normal.
- Rôle du Microbiote dans la Fonction du Tube Digestif
Motricité et différenciation des cellules intestinales :
Les animaux axéniques (sans microbiote) présentent une motricité digestive ralentie.
La différenciation des cellules de la paroi intestinale est inachevée, et leur réseau sanguin ainsi que les cellules immunitaires locales sont moins denses que chez les animaux possédant un microbiote.
Réseau vasculaire et immunitaire :
Le système vasculaire local a un rôle clé dans le métabolisme nutritionnel et hormonal, ainsi que dans l’arrimage des cellules immunitaires à la paroi intestinale.
. Rôle du Microbiote dans le Système Immunitaire Intestinal
Développement de l’immunité intestinale :
Le microbiote est indispensable dès les premières années de vie pour permettre au système immunitaire intestinal de différencier les micro-organismes « amis » (commensaux) des pathogènes.
Anomalies chez les animaux axéniques :
Les animaux axéniques présentent un système immunitaire intestinal immature : leurs plaques de Peyer sont sous-développées, et le nombre de lymphocytes est réduit.
Leur rate et leurs ganglions lymphatiques montrent des anomalies structurelles et fonctionnelles, impactant l’immunité générale de l’organisme.
Protection Contre les Pathogènes
Compétition et production de substances bactéricides :
Certaines bactéries commensales, comme Escherichia coli, jouent un rôle direct dans la protection contre la colonisation par des espèces pathogènes.
Ce mécanisme repose sur la compétition pour les ressources et la production de substances bactéricides (bactériocines).
Microbiote et Inflammation
Inflammation physiologique et pathologique :
L’inflammation est essentielle pour l’activation immunitaire et le contrôle du microbiote. Un niveau d’inflammation physiologique est nécessaire, tandis qu’une inflammation pathologique se déclenche en présence de pathogènes.
Les lipopolysaccharides (LPS) présents sur certaines bactéries Gram-négatives déclenchent une réponse immunitaire, produisant des cytokines inflammatoires par les macrophages intestinaux.
Cette inflammation locale augmente la perméabilité de la paroi intestinale, permettant aux LPS de traverser la paroi et d’entrer dans la circulation sanguine, provoquant une inflammation dans d’autres tissus.
Les Enjeux de la Recherche sur le Microbiote
Microbiote comme biomarqueur :
Le microbiote intestinal pourrait servir de biomarqueur pour refléter différents états de santé.
Symbiose entre microbiote et organisme :
Les relations entre la dysbiose et les maladies sont encore peu comprises. La dysbiose peut être causée par des événements de santé, et à son tour, contribuer à certaines maladies.
Études sur les champignons et virus :
Le microbiote intestinal n’est pas seulement constitué de bactéries : les champignons et virus jouent également un rôle important. Les interactions normales et dysfonctionnelles entre ces éléments restent un domaine d’étude émergent.
Métabolites du microbiote :
Les métabolites produits par le microbiote sont un vecteur clé de ses effets sur l’hôte.
Des déséquilibres dans le microbiote peuvent entraîner des concentrations anormales de certains métabolites, avec des conséquences pour la santé.
Les techniques de métabolomique permettent d’étudier ces effets, ouvrant la voie à des traitements utilisant des postbiotiques, qui sont des métabolites bénéfiques produits par les micro-organismes intestinaux.
Maladies Intestinales et Microbiote
Maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) :
Les MICI, telles que la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, résultent d’une activation excessive du système immunitaire dans l’intestin, souvent influencée par des facteurs génétiques et environnementaux.
Le rôle du microbiote dans ces maladies a été observé à travers l’amélioration des symptômes sous antibiotiques ou après une dérivation fécale.
Dysbioses associées aux MICI :
Une dysbiose caractéristique des MICI présente un déficit en certaines bactéries bénéfiques (comme Faecalibacterium prausnitzii) et une augmentation de bactéries pro-inflammatoires (comme Enterobacteriaceae et Fusobacterium).
Ces déséquilibres peuvent être à la fois une cause et une conséquence de la maladie, entraînant un cercle vicieux de dysbiose et d’inflammation.
Les métabolites bactériens sont également impliqués dans ces mécanismes inflammatoires.
Facteurs Génétiques et Interaction avec le Microbiote
Gènes de prédisposition aux MICI :
Plusieurs gènes prédisposants aux MICI influencent directement le microbiote.
Exemples de gènes :
Le gène NOD2 est associé à un risque accru de maladie de Crohn. Ce gène code pour un récepteur de l’immunité innée qui détecte des composants de la paroi bactérienne. Les mutations dans ce gène perturbent le maintien de la barrière intestinale.
Le gène CARD9 est impliqué dans la reconnaissance des micro-organismes par l’immunité innée. Des polymorphismes dans ce gène peuvent perturber l’équilibre du microbiote et favoriser l’inflammation intestinale.
Transplantation Fécale et Probiotiques : Pistes Thérapeutiques
Transplantation fécale :
Il s’agit de transférer un échantillon de microbiote sain à partir des fèces d’un donneur sain vers un patient malade.
Efficacité prouvée pour traiter la diarrhée à Clostridioides difficile et encouragent les essais pour les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI).
Son efficacité reste controversée pour des troubles comme le syndrome de l’intestin irritable.
Probiotiques :
Les probiotiques conventionnels n’ont pas montré de résultats satisfaisants dans les essais cliniques.
Les recherches se concentrent sur les probiotiques de nouvelle génération, identifiés pour leurs effets biologiques et naturellement présents dans l’intestin.
Des équipes tentent aussi de créer des probiotiques génétiquement modifiés avec des propriétés améliorées, comme la sécrétion d’immunomodulateurs.
Les postbiotiques (métabolites bactériens bénéfiques) font l’objet d’études pour des applications thérapeutiques.
Dysbiose, Métabolisme et Maladies Cardiovasculaires
Lien entre microbiote et maladies cardiovasculaires :
Le microbiote joue un rôle clé dans des maladies cardio-cérébrovasculaires (athérosclérose, hypertension, AVC) et cardiométaboliques (diabète, obésité).
Exemple expérimental : Implantation d’un microbiote de souris obèse chez une souris axénique provoque une prise de poids rapide.
Impact des antibiotiques : La prise prolongée d’antibiotiques pourrait augmenter le risque de maladies cardiovasculaires.
Mécanismes impliqués :
Inflammation chronique : Liée à l’alimentation riche en graisses, elle favorise une augmentation des bactéries Gram négatif et des LPS (lipopolysaccharides) inflammatoires, ce qui conduit à une inflammation systémique.
Insulinorésistance : L’inflammation induite par les LPS contribue au développement du diabète et de l’obésité.
Perméabilité intestinale : Elle permet le passage de bactéries entières dans la circulation sanguine, aggravant l’inflammation dans les tissus adipeux, musculaires et hépatiques.
Métabolites bactériens : Des substances comme la triméthylamine-N-oxyde favorisent la formation de plaques d’athérome et augmentent le risque cardiovasculaire.
Traitements Individualisés
Stratégies personnalisées :
Le but est de développer des traitements adaptés aux spécificités de chaque patient, impliquant des prébiotiques, probiotiques, symbiotiques ou postbiotiques personnalisés.
À terme, des approches préventives basées sur le microbiote pourraient être mises en place.
Transplantation fécale chez les obèses :
Des essais ont montré des évolutions biologiques favorables, mais les effets restent modestes.
Les études continuent d’explorer l’impact de ces approches sur les maladies métaboliques et l’obésité.
Cancérogenèse et Microbiote
Rôle de la dysbiose dans la cancérogenèse :
Le microbiote joue un rôle dans l’apparition et la progression de certains cancers par différents mécanismes.
Cancérogenèse directe :
Certains micro-organismes, comme Helicobacter pylori, peuvent induire des lésions de l’ADN et augmenter le risque de cancers, notamment gastriques.
D’autres espèces, comme Fusobacterium, présentes dans des dysbioses, peuvent activer des voies cellulaires cancérigènes.
Rôle de l’immunité et de la perméabilité intestinale :
La dysbiose peut activer des voies inflammatoires ou immunosuppressives, favorisant une perméabilité accrue de la paroi intestinale.
Cela permet à des composés oncogéniques de passer dans la circulation sanguine, influençant le développement de cancers du côlon, estomac, œsophage, pancréas, et foie.
Activation de gènes tumoraux :
Des anomalies du microbiote peuvent activer des gènes favorisant la survie des cellules cancéreuses et la progression tumorale.
Ce phénomène est observé dans des cancers intestinaux et d’autres types de cancers à distance du tube digestif.
Bactéries dans les tumeurs :
Certaines bactéries ont été trouvées au sein des tumeurs, et leur étude pourrait mener à de nouvelles approches thérapeutiques.
Réponse immunitaire et microbiote :
L’absence de flore intestinale perturbe le développement de l’immunité, affectant à la fois la réponse innée et adaptative.
Cette influence repose sur la composition antigénique des bactéries et leurs métabolites, comme le butyrate.
Synergie entre Microbiote et Traitements Médicamenteux
Cyclophosphamide et perméabilité intestinale :
Le cyclophosphamide, un médicament chimiothérapique, augmente la perméabilité intestinale, permettant à certaines bactéries d’atteindre le système immunitaire et de provoquer une réponse immune. Certains médiateurs de cette réponse ont aussi des propriétés anticancéreuses.
Immunothérapie et microbiote :
L’immunothérapie vise à activer le système immunitaire contre les cellules tumorales, mais de nombreux patients ne répondent pas à ce traitement.
La composition du microbiote intestinal influence cette réponse : la présence de certaines bactéries (Akkermansia, Ruminococcaceae, Fecalibacterium) est cruciale pour la réussite du traitement.
Une étude préliminaire a montré que la transplantation fécale de patients répondeurs à l’immunothérapie vers des non-répondeurs améliore la réponse antitumorale.
Perspectives thérapeutiques combinées :
L’avenir pourrait voir l’association de traitements anticancéreux et d’interventions visant à améliorer le microbiote, comme l’utilisation de probiotiques, de transplantation fécale, ou de métabolites bactériens.
Le Cerveau sous Influence du Microbiote
Le SNE, qui contrôle la motricité intestinale, est en communication bidirectionnelle avec le cerveau via l’axe intestin-cerveau, ce qui explique pourquoi le microbiote peut affecter les fonctions cérébrales et digestives.
Impact de la dysbiose sur le SNE et le SNC :
Les métabolites et éléments structuraux du microbiote peuvent affecter directement le SNE et aussi atteindre le système nerveux central (SNC) via le sang, où ils peuvent avoir des effets délétères.
Le microbiote interagit aussi avec les cellules entéroendocrines, modulant des fonctions hormonales liées au cerveau, comme le contrôle de la sérotonine.
Microbiote et Maladies Neurodégénératives
Maladie de Parkinson :
Des peptides amyloïdes produits par des bactéries comme E. Coli peuvent contribuer à la production de peptides amyloïdes dans le SNE et le cerveau, favorisant les symptômes parkinsoniens.
L’alpha-synucléine pathologique peut se propager du tube digestif au SNC via le nerf vague, favorisant l’agrégation et le développement de la maladie.
L’incidence de Parkinson est plus faible chez les personnes ayant subi une vagotomie (section du nerf vague), ce qui suggère le rôle du microbiote intestinal dans cette pathologie.
Maladie d’Alzheimer :
Bien que moins claires, les données suggèrent que des changements dans le microbiote intestinal peuvent précéder le déclin cognitif dans cette maladie.
Microbiote et Troubles du Neurodéveloppement
Les enfants nés de mères obèses ou ayant subi des infections pendant la grossesse présentent un risque accru de TSA, souvent associé à une dysbiose intestinale.
Des études animales montrent que traiter la mère par antibiotiques peut empêcher le développement de troubles comportementaux similaires aux TSA.
Des traitements antibiotiques ou de transplantation de microbiote sain chez les patients atteints de TSA peuvent améliorer certains symptômes.
Microbiote et Troubles Psychiatries
Schizophrénie et troubles bipolaires :
Les troubles psychiatriques comme la schizophrénie et les troubles bipolaires peuvent être influencés par la composition du microbiote, notamment par l’impact du LPS (lipopolysaccharides) et des marqueurs de translocation bactérienne.
Traitements potentiels :
Des études préliminaires suggèrent que l’administration de certains probiotiques pourrait améliorer les symptômes d’anxiété et de dépression.
Des ajustements alimentaires ont également montré des effets bénéfiques sur le déclin cognitif, bien que ces approches nécessitent encore des confirmations par des études supplémentaires.
Perspectives Thérapeutiques
L’intégration du microbiote dans les traitements anticancéreux, neuropsychiatriques et neurodégénératifs pourrait mener à des approches plus efficaces et personnalisées, notamment en ciblant des dysbioses spécifiques et en utilisant des interventions comme la transplantation fécale, les probiotiques, ou les métabolites bactériens.
