Intestinal Microbiota FR

Cet article est un extrait du PDF « Le Microbiote Intestinal », disponible en téléchargement gratuit.

L’existence d’une flore intestinale est connue depuis plus d’un siècle. Grâce au développement des méthodes de culture en anaérobiose, la mise au point de milieux spécifiques et de nouvelles technologies biomoléculaires, les scientifiques ont pu démontrer la  prépondérance qualitative et quantitative de cette flore.

On perçoit toute l’importance de cette flore lors de l’utilisation d’antibiotiques. Détruite, elle est à l’origine des symptômes diarrhéiques.

Cette corrélation symptomatique a permis de dégager l’idée que la flore forme un écosystème au sein de l’organisme qui l’héberge.

Complexe et variés, de nombreuses études ont montré que la répartition de cette flore n’est pas homogène le long du tractus intestinal.

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Ce schéma présente les fonctions de digestion ou d’absorption des nutriments et de synthèse de vitamines. Ainsi pendant très longtemps, on a attribué à la flore intestinale un rôle de barrière aux pathogènes exogènes. Le rôle de  défense immunitaire a été surtout mis en évidence  lors de l’étude des modèles animaux.  La notion de micro-écologie intestinale émerge de ces résultats.

Le microbiote intestinal

L’étude de la flore intestinale s’intéresse aux genres et espèces bactériennes cultivables qui peuplent le tube digestif, le microbiote intestinal s’intéresse, dans un premier temps, aux communautés complexes de microorganismes colonisant le tractus digestif. Le développement des techniques de séquençage des gènes à haut débit couplé à la bio-informatique a permis de mettre en évidence la présence de bactéries viables mais non cultivables.

Pour identifier l’espèce à laquelle appartient une séquence donnée, on détermine les séquences génétiques les plus proches du point de vue phylogénique. Un ensemble de banques de données permet de réaliser ses comparaisons. Pour cela, on recherche tout d’abord l’ensemble des séquences les plus similaires. Puis ces séquences sont alignées en incluant celle pour laquelle on veut déterminer l’espèce. On détermine ainsi l’arbre phylogénique correspondant.

Le microbiote intestinal en chiffres

  • 100 000 milliards de bactéries
  • 10 fois plus que le nombre de cellules de l’organisme
  • 1 000 espèces différentes
  • 1 à 2 kg
  • 3,3 millions de gènes (150 fois plus de gènes que le génome humain)

 

Le petit monde dans l’intestin

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Avec une densité de 1011 cellules/g colon, le microbiote intestinal est environ 10 fois supérieur aux cellules eucaryotes. Ce qui permet de dire que l’Homme n’est pas 100% humain mais est constitué de 90% de microbes et 10% humain [CANI 2011].

« The Human Microbiome Project » (HMP) aux Etats-Unis et « The Meta-genomics of the Human Intestinal Tract » (MetaHIT) en Europe sont les 2 principales initiatives visant à caractériser les communautés microbiennes au niveau de différents sites du corps humain (flore cutanée, nasale, orale, urogénitale et intestinale) et d’établir une corrélation entre les modifications de la flore et la survenue de certaines maladies.

A l’image des groupes sanguins, chaque individu héberge une composition bactérienne intestinale particulière, les entérotypes.

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3 types d’entérotypes distincts, caractérisés par une population bactérienne prédominante ont été identifiés : Bacteroïdes, Prevotella et Ruminococcus. Il apparait que ces entérotypes sont indépendants de la géographie, du régime alimentaire à court terme ou de la couleur de la peau.

  • L’entérotype 1  est dominé par Bacteroïdes. Il tire principalement son énergie à partir de la fermentation des sucres. Ce genre est riche en gènes codant pour la synthèse de la biotine.
  • L’entérotype 2 est dominé par Prevotella. Il est riche en gènes codant pour la synthèse de la thiamine. Ce genre tire son énergie  à partir de la biodégradation des glycoprotéines de mucines.
  • L’entérotype 3 est dominé par Ruminococcus. Il est riche en gènes codant pour l’hème contrairement à ceux de l’entérotype Prevotella. Ruminococcus est également capable de dégrader les mucines.

Malgré des liens étroits entre les genres Prevotella et Bacteroïdes, ils s’excluent mutuellement chez les personnes en bonne santé [ARUMUGAM 2011].

Evolution du microbiote intestinal

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Source: Ottman et al. ont publié en 2012 une étude sur l’évolution du microbiote intestinal

 L’étude [RAJILIC-STAJANOVIC 2013] réalisée sur 5 personnes non apparentées et en bonne santé sur une très longue durée a montré que la composition du microbiote :

–       commençait à varier au bout de 10 à 12 ans concernant Bacteroïdes.

–        était affectée à court terme par l’antibiothérapie comme le montre les prélèvements effectués immédiatement après la prise d’antibiotiques, dominés par le phylum Firmicutes. Les auteurs considéraient que lorsque les mêmes sondes s’hybridaient avec tous les prélèvements d’un même sujet, ils indiquaient la présence d’un noyau stable tandis que la détection d’un seul microorganisme dans un seul échantillon révélait que sa présence était accidentelle dans le microbiote

–       variait en fonction de l’origine ethnique et du régime alimentaire à long terme

Une étude [DRAGO 2012] a été réalisée pour caractériser les compositions qualitative et quantitative du microbiote intestinal des centenaires (n=14) en bonne santé et de celui de jeunes adultes (n=10). Avec l’avancée en âge, l’équilibre de la flore intestinale pourrait être affecté par de profonds changements physiologiques.

Conclusion

Contrairement aux groupes sanguins qui restent immuables au cours de la vie, les 3 entérotypes du microbiote caractérisés par les genres Bacteroïdes, Prevotella et Ruminococcus pourraient évoluer. Toutefois, le noyau central constitué de colonisateurs permanents évolue peu.

La composition du microbiote est dictée par un régime alimentaire à long terme et un changement ponctuel de régime ne pourrait affecter que l’abondance de certains genres ou espèces. Dès la naissance, nous sommes colonisés par la flore maternelle qui fournit les « premiers blocs de construction » essentiels au développement de notre microbiote. La colonisation progressive de nos intestins et du reste de la peau est assurée par les contacts cutanés et l’allaitement. Le microbiote intestinal s’installe et se stabilise vers l’âge de 2-3 ans. Ces bactéries jouent un rôle crucial dans la nutrition et la santé. Elles ont un rôle fondamental dans la synthèse des vitamines et participent à la dégradation des produits non digestibles pour la production d’énergie. Ce partenariat entre l’intestin et sa flore n’est pas toujours harmonieux et des études ont montré l’influence du microbiote intestinal sur les maladies.

Le microbiote intestinal doit être considéré comme un organe à part entière car il participe au maintien de notre santé aussi bien physique que morale.

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Références

ARUMUGAM M., RAES J., PELLETIER E. et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature, 2011, 473 (7346), 174-180. Doi:10.1038/nature09944
CANI P.D. & DELZENNE N.M. The gut microbiome as therapeutic target. Pharmacology & Therapeutics, 2011, 130, 202-212.
DRAGO L., TOSCANO M., RODIGHIERO V., De VECCHI E. & MOGNA G. Cultivable and pyrosequenced microflora in centenarians and young subjects. J. Clin. Gastroenterol., 2012, Oct. 46, Suppl. S81-S84. Doi: 10.1097/MCG.0b013e3182693982
KORECKA A. & ARULAMPALAM V. The gut microbiome: scourge, sentinel or spectator? Journal of oral Microbiology, 2012, 4, 9367-9380. Doi: 10.3402/jom.v4i0.9367
RAJILIC-STAJANOVIC M., HEILIG H.G., TIM S., ZOETENDAL E.G. & De VOS W.M. Long term monitoring of the human intestinal microbiota composition. Environ. Microbiol., 2013, 15 (4), 1146-1159.
OTTMAN N., SMIDT H., DE VOS W. M., BELZER C. (2012). The function of our microbiota: who is out there and what do they do? Front. Cell. Inf. Microbio. 2:104.10.3389/fcimb.2012.00104

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