Le microbiote intestinal : un monde encore largement inexploré

De nombreuses recherches sont menées dans le domaine du microbiote intestinal.
De votre point de vue, quelle est la plus grande avancée de ces dernières années ? 

Deanna Gibson: Il y a un peu plus de dix ans, les scientifiques ont pris conscience de l’étendue des effets du microbiote sur la santé humaine. Pourtant, si la découverte du microbiome comme facteur majeur associé à de nombreuses maladies a suscité beaucoup d’enthousiasme au fil des ans, une bonne dose de scepticisme était également de rigueur pour tenter de comprendre comment une pièce essentielle du puzzle avait pu être négligée dans l’explication de maladies majeures telles que :

• l’obésité
• le diabète,
• la maladie inflammatoire chronique de l’intestin,
• etc.

Il y a une dizaine d’années, des avancées ont été réalisées grâce à l’utilisation de souris exemptes de germes (sidenote: Souris axéniques Souris sans germes, élevées en milieu stérile ) , ayant souvent subi des transplantations de matière fécale (TMF) humaine issue de patients porteurs de diverses maladies, ce qui nous a permis de constater que le microbiome était au cœur de nombreux processus physiologiques chez les mammifères. Les premières preuves ont démontré que l’intestin humain était un environnement parfait pour de nombreux microbes, ce qui a contribué à favoriser la relation bénéfique entre nos microbes et nous. Les micro-organismes (sidenote: Micro-organismes Organismes vivants qui sont trop petits pour être vus à l'œil nu. Ils incluent les bactéries, les virus, les champignons, les archées, les protozoaires, etc… et sont communément appelés "microbes". What is microbiology? Microbiology Society.   ) eux-mêmes sont essentiels à l’équilibre et à l’efficacité des réponses immunitaires, car certains d’entre eux agissent comme une sorte de clé dans nos intestins, débloquant les réponses qui nous protègent et nous maintiennent en bonne santé.

Des études sur l’obésité révélant les relations entre le microbiome intestinal et le métabolisme énergétique à l’aide de transplantations de matière fécale humaine sur des souris exemptes de germes² ont transformé notre compréhension du rôle des micro-organismes intestinaux dans la cause et la régulation de l’obésité. Ces observations nous ont réellement captivés car quelques expériences astucieuses ont permis de découvrir que le régime alimentaire occidental (sidenote: Régime occidental Alimentation riche en aliments transformés, en sucre raffiné, en sel, en graisses saturées (viandes rouges) et graisses trans (viennoiseries) Zinöcker MK, Lindseth IA. The Western Diet-Microbiome-Host Interaction and Its Role in Metabolic Disease. Nutrients. 2018 Mar 17;10(3):365.  ) entraînait l’extinction des microbes et que ce phénomène s’aggravait sur plusieurs générations.³

En effet, l’intestin occidental, privé de fibres, a laissé place à des microbes qui rongent notre mucus (sidenote: Mucus Substance protectrice excrétée par plusieurs parties du corps (bouche, gorge, poumons, intestins, estomac...). Le mucus lui-même est composé de plusieurs éléments, mais son principal composant est une substance appelée mucine. Selon leur structure, les mucines du mucus peuvent agir comme une barrière sélective, un lubrifiant ou un matériau visqueux. Des études récentes ont montré que la maturation et la fonction de la couche de mucus sont fortement influencées par le microbiote intestinal.   Brandtzaeg P. (2017) Role of the Intestinal Immune System in Health. In: Baumgart D. (eds) Crohn's Disease and Ulcerative Colitis. Springer, Cham. Schroeder BO. Fight them or feed them: how the intestinal mucus layer manages the gut microbiota. Gastroenterol Rep (Oxf). 2019 Feb;7(1):3-12. ) protecteur dans l’intestin, potentialisant ainsi l’érosion colique et un intestin en mauvaise santé.⁴ Ces études convaincantes ont façonné notre façon de voir le microbiome et les preuves indéniables que le microbiome était un facteur clé dans de nombreuses maladies chroniques.

Études sur l’obésité révélant les relations entre le microbiote intestinal et le métabolisme énergétique à l’aide de transplantations de matière fécale humaine sur des souris exemptes de germes :

De nombreux scientifiques posent l’hypothèse qu’un pont entre l’intestin et le cerveau favorise la morphologie cérébrale, la neurogenèse et les comportements complexes. Il existe de nombreuses preuves que des molécules ou des métabolites (sidenote: Métabolites Petites molécules produites au cours du métabolisme cellulaire ou bactérien. Les acides gras à chaine courte sont par exemple des métabolites produits par le microbiote intestinal lors de la fermentation de sucres complexes non digestibles (fibres…).  Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25.  Lamichhane S, Sen P, Dickens AM, et al An overview of metabolomics data analysis: current tools and future perspectives. Comprehensive analytical chemistry. 2018 ; 82: 387-413 ) influencés par les micro-organismes, peut-être même produits par les microbes, peuvent émettre des signaux par le biais du système nerveux central, exerçant une influence sur des comportements tels que la psychose, l’anxiété, voire la personnalité, et certainement les maladies neuro-inflammatoires.⁵

Toutefois, le rôle causal du microbiote sur les processus cérébraux reste encore à confirmer par les scientifiques. Une étude récente a mis en évidence le rôle du microbiote intestinal sur les comportements sociaux par le biais de circuits neuronaux qui régulent les réponses au stress dans le cerveau. Il semble que des bactéries spécifiques de notre flore intestinale puissent limiter l’activation d’axes neuronaux cérébraux spécifiques.⁶ Cette percée dans le domaine du microbiote intestinal et de la neurologie nous donne l’espoir qu’en modifiant les micro-organismes que nous hébergeons dans notre corps, nous soyons plus à même de contrôler nos humeurs, nos choix et nos fonctions cognitives.

Le microbiote intestinal humain est considéré comme notre deuxième cerveau.
Que pouvons-nous affirmer aujourd’hui avec certitude concernant l’implication du microbiote intestinal dans la santé ou les maladies humaines ? 

D.G.: De nombreuses personnes ont en effet reconnu que le microbiote intestinal est considéré comme notre deuxième cerveau. Il est prouvé que le microbiote occupe un rôle implicite dans le contrôle des processus physiologiques qui influencent la santé et les maladies humaines. Bien qu’il faille faire preuve d’un certain scepticisme lors de l’évaluation des données sur le microbiome, il est difficile de réfuter certains éléments clés, notamment le rôle du microbiote intestinal dans le métabolisme énergétique, qui a des conséquences sur la santé métabolique. En outre, il apparaît évident que le microbiote intestinal influence également la santé cardiovasculaire, puisque les études réalisées sur des souris exemptes de microbes montrent que celles-ci présentent un développement vasculaire moindre.

Le développement des cellules immunitaires, la tolérance immunitaire (sidenote: Tolérance immunitaire État de non-réponse du système immunitaire à des substances ou des tissus susceptibles d’induire une réponse immunitaire. Immune tolerance_Nature portfolio   ) , le développement du cerveau, la fonction hépatique et même la sensibilité aux maladies infectieuses sont autant d’autres effets physiologiques essentiels du microbiote intestinal. Enfin, les preuves que le microbiote intestinal stimule les traitements anticancéreux sont convaincantes. Les données montrent que les types de microbes présents dans l’intestin peuvent prédire le succès d’un traitement contre le cancer, révélant ainsi que les microbes eux-mêmes sont des acteurs actifs du métabolisme des médicaments chez l’hôte.

Les thérapies innovantes qui se concentrent sur la modification du microbiome, et notamment celles visant à traiter la maladie inflammatoire chronique de l’intestin, l’obésité, le diabète et l’autisme, ainsi que les transplantations fécales pour le traitement des infections à Clostridioides difficile, pourraient être plus efficaces que les thérapies actuelles, y compris les traitements par antibiotiques. Ces dernières révèlent au moins quelque chose dans les matières fécales des personnes en bonne santé, qu’il s’agisse d’un microbe, d’un consortium de microbes ou de métabolites, pouvant guérir l’infection à C. difficile. L’étude de micro-organismes uniques ou combinés en tant que médicaments pour des maladies spécifiques sera essentielle pour confirmer la place du microbiote dans la médecine moderne.

Que nous reste-t-il à découvrir ?
Pouvons-nous imaginer dans 10 ans cibler le microbiote intestinal pour diagnostiquer ou traiter les maladies associées ?

D.G.: Si nous avons appris au cours de la dernière décennie que nous devons prêter attention à la pléthore de microbes qui vivent à l’intérieur (et à l’extérieur) de notre corps, nous n’avons fait qu’effleurer la surface du domaine du microbiome. Au cours de la prochaine décennie, nous aspirons à attribuer des rôles mécaniques spécifiques à certains types de microbes dans le microbiome, ce qui permettra d’identifier de nouveaux probiotiques efficaces.

Maintenant que nous pouvons comprendre comment un microbiote déséquilibré (dysbiose (sidenote: Dysbiose La « dysbiose » n’est pas un phénomène homogène : elle varie en fonction de l’état de santé de chaque individu. Elle est généralement définie comme une altération de la composition et du fonctionnement du microbiote, provoquée par un ensemble de facteurs environnementaux et liés à l’individu, qui perturbent l’écosystème microbien. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) ) est associé à plusieurs maladies, nous devons apprendre à réinitialiser ce microbiome dysfonctionnel dans l’espoir que cela réinitialisera également les processus inflammatoires et métaboliques influencés par le microbiome.

Compte tenu des preuves récentes selon lesquelles le métabolisme des médicaments est modifié par le microbiote, l’avenir de la médecine devra être personnalisé. Chaque individu possède son propre ensemble de microbes qui composent son microbiome, ce qui signifie qu’une approche plus personnalisée de la résolution des problèmes médicaux sera inévitable.

Cette approche inclura certainement des thérapies basées sur le microbiome ou même des directives diététiques personnalisées en tant que thérapies d’appoint aux médicaments, car le régime alimentaire constitue l’un des facteurs prédictifs les plus importants du microbiome intestinal.

Le rôle du microbiote intestinal dans la santé humaine :

^{Adapted from Leah D. D’Aloisio}

_{Plusieurs facteurs tels que le mode de vie, l’âge, les habitudes alimentaires, l’utilisation d’antibiotiques, la génétique et l’exercice physique peuvent influencer le microbiote intestinal. Au cours de la dernière décennie, la recherche a montré qu’il existe une communication bidirectionnelle sur l’axe intestin-cerveau, ce qui peut avoir un impact sur la fonction cérébrale et influencer des maladies mentales comme l’anxiété, la dépression et la schizophrénie. Indispensable au développement de notre système immunitaire, le microbiote intestinal est également impliqué dans diverses maladies, notamment les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, les maladies vasculaires, l’obésité, le diabète, les maladies du foie et les allergies.}

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