Microbiote intestinal

Le microbiote intestinal humain, anciennement appelé flore intestinale humaine, est l'ensemble des micro-organismes (archées, bactéries, protistes, fungi et aussi virus) qui se trouvent dans le tractus digestif humain (c'est-à-dire le microbiome intestinal). Il ne s'agit pas uniquement de bactéries intestinales, mais celles de tout le système gastro-intestinal (estomac, selles). Ce microbiote constitue le plus grand réservoir du microbiote de l'organisme humain. (http://fr.wikipedia.org/wiki/Microbiote_intestinal_humain)

Pesant entre 1,5 et 2kg, le nombre de cellules microbiennes est 10 fois supérieur au nombre de cellules humaines. De plus, le nombre des gènes du microbiote, le metagénome, est au moins 150 fois plus important que celui du génome humain, 22 000 pour ce dernier contre 3,3 millions pour le premier décompte publié sur le microbiome intestinal.

Le microbiote intestinal est l’ensemble des bactéries du tube digestif, le métagénome intestinal correspond à l’ensemble des gènes de ces bactéries. Selon le rapport « Actualité du microbiote intestinal » de l’Académie de Pharmacie, publié en juin 2013,  le microbiote, c’est  ₁₀¹⁴ bactéries représentant 3.3 millions de gènes bactériens identifiés pour une cohorte de 124 individus. Le métagénome intestinal est 150 fois le génome humain. Cependant, il convient de noter  qu’en 2010, nous ne connaissions que 3,3 millions des gènes bactériens, mais, nous en sommes aujourd'hui, (en 2014) à 10 millions, précise Joël Doré, chercheur spécialiste du microbiote à l'Institut national de recherche agronomique (Inra).  « Nous savons maintenant qu'il existe un noyau métagénomique très conservé entre les individus et des gènes rares, presque uniques chez chacun d'entre nous». Mais ce n’est pas tout : Deux nouvelles études publiées en 2014 annoncent la découvertes de nombreux génomes de microbes, 500 d’entre eux - inconnus jusqu’à ce jour -  étaient de nouvelles espèces.  (http://www.gutmicrobiotawatch.org/2014/09/17/deux-etudes-revelent-lexistence-de-500-nouvelles-especes-de-microbes-cachees-dans-lintestin) (Nature Biotechnology http://www.nature.com/nbt/journal/v32/n8/full/nbt)

Le tractus gastro-intestinal est un écosystème complexe et ouvert aux microorganismes exogènes. De par sa surface totale (muqueuse) estimée à 200-300 m², il représente la plus grande surface du corps en contact avec l’environnement. Les interactions entre les microorganismes et l’hôte peuvent être de trois types: symbiose, commensalisme et pathogénicité. L’hôte est protégé contre la microflore intestinale pathogène par les barrières chimiques et physiques formées par l’épithélium gastro-intestinal. La flore intestinale normale est une collection complexe et en équilibre de microorganismes qui habitent normalement le tractus gastro-intestinal et remplissant un rôle dans la nutrition, la physiologie et le contrôle du système immunitaire de l’hôte.  ( http://theses.ulaval.ca/archimede/fichiers/22772/ch02.html)

La prévalence des bactéries dans le tractus gastro-intestinal dépend des conditions régnant dans le compartiment du tractus. Deux catégories de bactéries ont été identifiées : les bactéries autochtones ou indigènes se trouvant dans des niches particulières, et les bactéries allochtones ou transitoires rencontrées dans d’autres habitats du tractus. La majorité des bactéries pathogènes sont allochtones et vivent normalement en harmonie avec l’hôte, excepté lorsque l’équilibre du système est rompu.

Du point de vue microbiologique, l’environnement gastro-intestinal comprend trois régions principales qui offrent des conditions très différentes pour la survie des différents microorganismes. Dans le premier compartiment, l’estomac, la prolifération microbienne est fortement réduite par la présence d’oxygène apporté par la déglutition et d’une forte acidité. De ce fait, l’estomac héberge sélectivement les microorganismes acidotolérants et anaérobies facultatifs comme les lactobacilles, streptocoques, levures, etc. Dans le deuxième compartiment qui est le petit intestin, la microflore est constituée essentiellement de bactéries anaérobies facultatives tels que les lactobacilles, les streptocoques et les entérobactéries, et anaérobies strictes notamment les bifidobactéries, les bactéroides et les clostridies. Dans le dernier compartiment qui est le colon (dépourvu d’oxygène), le transit digestif est plus lent et la flore microbienne est plus abondante, représentant 35 à 50 % du volume du contenu du colon humain La microflore du colon est très complexe et dominée par les bactéries anaérobies strictes ( Bacteroides spp., Clostridium spp, Bifidobacterium spp., Atopobium spp...). Tandis que les bactéries anaérobies facultatives sont moins nombreuses et représentées par les lactobacilles, les entérocoques, les streptocoques et les Enterobacteriaceae . Les levures (ex. Candida albicans ) sont relativement faiblement représentées. Les bifidobactéries et les lactobacilles, ainsi que certains entérocoques, E. coli , streptocoques et bactéroides, se distinguent par leurs effets bénéfiques sur la santé de l’hôte, comme l’amélioration de la maturation et de l’intégrité de l’intestin, l’antagonisme contre les pathogènes et la modulation de la fonction immunitaire

Le microbiote intestinal : Un organe en soi avec ses propres fonctions

Dr. Karl Perron, microbiologiste à l’Université de Genève,  note  que comme organe, on peut citer le cœur, le cerveau, les poumons où  chacun a ses propres fonctions. Pour le microbiote intestinal aussi, de nombreuses fonctions essentielles ont été récemment découvertes : Lutter contre les inflammations et les allergies et renforcer le système immunitaire.  En effet, nos bactéries intestinales interfèrent  avec la maturation de notre système immunitaire. Toute dérégulation de cette flore peut favoriser des maladies allergiques, inflammatoires, infectieuses ou auto-immunes - voire certains cancers, souligne Guy Gorochov professeur d'immunologie à la Pitié-Salpêtrière. ( Ces microbes qui nous gouvernent,  http://www.lemonde.fr/sciences/article/2013/09/02/ces-microbes-qui-nous-gouvernent_3469923_1650684.html )

Le document « Actualité du microbiote intestinal » explique que la disparition ou la modification du microbiote fait disparaître ou modifier certaines fonctions physiologiques. Il en résulte une fragilisation de l'organisme qui le rend plus sensible à des attaques extérieures.  Le microbiote "normal" possède deux fonctions de défense essentielles pour l'organisme :

1-  Il participe à la maturation du système immunitaire au début de la vie

2 - Il possède un effet barrière vis à vis de pathogènes extérieurs.

 

À la question « Peut- on vivre sans microbiote? »  Ce rapport répond : « Oui, on a réussi à créer des animaux axéniques, mais  certains d’eux ne peuvent pas se reproduire et de plus,  des modifications physiologiques importantes dans leurs organes et tissus apparaissent. Il en résulte une fragilisation de l'organisme qui le rend plus sensible à des attaques extérieures ». 

Une des fonctions fondamentales du microbiote intestinal est sa défense de notre organisme

 

L’assimilation, l’absorption et le passage des nutriments dans la circulation sanguine et lymphatique nécessitent un tri et une reconnaissance de nutriments par le système immunitaire intestinal qui œuvre de concert avec la communauté bactérienne du microbiote intestinal.  Dans son récent ouvrage «  L’intestin, notre deuxième cerveau » publié en 2014, Dre.  Francisca Joly Gomez résume que « Le rôle principal du microbiote intestinal est de réaliser une barrière protectrice permettant d’exclure des agents dits pathogènes, néfastes pour l’organisme … Le microbiote intestinal synthétise des molécules bactériocines qui sont de véritables tueuses des intrus. Il participe au renouvellement cellulaire et à la production du mucus. Il sait fabriquer vite des peptides adaptés à chaque intrus… La sécrétion de peptides antimicrobiens lui permet de participer aux défenses innées de l’intestin. Il aide à fabriquer des vaisseaux, il peut métaboliser les xénobiotiques, c’est-à-dire, tout ce qui est étranger à l’organisme : médicaments, pilules, antibiotiques.  Les cellules de la paroi intestinale, l’épithélium, possèdent des récepteurs adaptés aux molécules microbiennes. Ces récepteurs reconnaissent les signaux émis par certaines bactéries » PP :  27 - 44

Guy Gorochov,  chercheur à l'Inserm et professeur d'immunologie à la Pitié-Salpêtrière, raconte que quand on enlève le microbiote intestinal des souris, on observe des perturbations du développement des lymphocytes B, les cellules immunitaires qui produisent les anticorps.  Quand on réinjecte du microbiote à des animaux qui en étaient dépourvus, le répertoire des anticorps change. Selon lui, cela suggère que le microbiote a un impact important sur le développement du système immunitaire systémique et non seulement local.

Vu l’importance des lymphocytes, en voilà une brève description colorée tirée du bel ouvrage de SY Nguyen « le corps humain » :

« Les lymphocytes constituent une armée sérieuse. Ils représentent environ 30 pour cent du contingent des globules blancs. Selon la façon dont ils deviennent matures, ils peuvent s’appeler B ou T.  Ils ont chacun des rôles différents.  Les lymphocytes T  sont des tueurs qui n’ont besoin d’aucun intermédiaire, ils sont de toutes les batailles, mais ils mènent contre les virus des combats particulièrement efficaces. Les lymphocytes B ne touchent pas directement leur cible, ils envoient des anticorps, également appelés immunoglobulines. Celles- ci vont se fixer illico sur les envahisseurs qui sont ensuite détruits ».  PP :  32 - 33

C’est Pr. Francine Jotereau, Inserm de Nantes, qui a dévoilé pour la première fois comment chez l’humain une bactérie commensale, Faecalibacterium prausnitzii, influence notre immunité en induisant des lymphocytes T régulateur. (Lymphocytes T régulateurs  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877032010000825)

La muqueuse intestinale est le centre immunologique du corps, elle héberge 80 % de la population des leucocytes du corps. Ces leucocytes sont indispensables pour l’homéostasie du corps avec l’immense population bactérienne de l’intestin. La dérégulation de cette homéostasie entraîne de nombreux désordres, notamment les  maladies de l’inflammation de l’intestin comme la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn (Schiffrin & Blum, 2002 ; Velazquez et al., 2004). En effet, le maintien de l’intégrité de l’intestin et de sa fonction digestive dépend en partie de la capacité du système immunitaire de sa muqueuse à faire la distinction entre les antigènes offensifs et inoffensifs et de produire une réponse appropriée: Le système immunitaire de la muqueuse intestinale, à l’instar des autres muqueuses, est doté de deux armes de défense contre les antigènes ou agents pathogènes (Brandzaeg, 2002):

 

Les fonctions nutritives du microbiote intestinal

Ces fonctions nutritives sont connues de longue date. Le microbiote produit des vitamines vitales, aide le système digestif à convertir les aliments en nutriments, améliore la nutrition et le métabolisme de notre organisme, termine la digestion,   exerce des transformations métaboliques sur les éléments qui n’ont pas été digérés dans l’intestin grêle et dialogue sans cesse avec nos tissus, même à distance du tube digestif. Plus insolite, il pourrait intervenir dans la modulation des effets des chimiothérapies anticancéreuses. (Toll-like receptor 4–dependent contribution of the immune system to anticancer chemotherapy and radiotherap) http://www.nature.com/nm/journal/v13/n9/abs/nm1622.html