Le microbiote pulmonaire

Pourquoi le microbiote pulmonaire est-il si important pour la santé ?
Pendant longtemps les chercheurs pensaient qu’un poumon sain était un poumon stérile1. Faux ! La richesse du microbiote pulmonaire est devenue une réalité médicale il y a seulement une dizaine d’années2. Et depuis, il peine à livrer ses secrets…

Publié le 17 août 2021
Mis à jour le 25 novembre 2021

A propos de cet article

Publié le 17 août 2021
Mis à jour le 25 novembre 2021

Qu’est-ce que le microbiote pulmonaire ?

A la différence de son grand frère le microbiote intestinal, le microbiote pulmonaire n’a été étudié que très récemment. Ce retard s’explique en partie par la difficulté à obtenir des échantillons et à accéder à l’organe, deux opérations qui nécessitent souvent une méthode invasive3. De plus, le risque de contamination par les bactéries des voies respiratoires supérieures constitue un réel enjeu4. La première mise en évidence d’une flore pulmonaire remonte à 20105, et depuis, très peu d’études ont été réalisées pour décrypter le rôle des communautés de microorganismes y résidant3

Néanmoins, nous pouvons résumer les connaissances sur la composition du microbiote pulmonaire en trois points :

  • Une faible densité bactérienne5
  • Une forte biodiversité. Chez les individus sains, les bactéries dominantes au niveau du poumon appartiennent aux genres Prevotella, Veillonella, Streptococcus, Neisseria, Fusobacterium et Haemophilus5. Son équilibre repose sur le rythme de respiration, entre les inspirations et les expirations6.
  • Une grande abondance de bactéries dites « anaérobies », c’est-à-dire se développant en l’absence d’oxygène7. Il s’agit des espèces bactériennes appartenant aux genres Fusobacterium, Porphyromonas, Prevotella et Veillonella7.

De plus, les bactéries ne sont pas les seuls (sidenote: Microorganismes 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.   ) qui se développent au niveau du microbiote pulmonaire d’individus sains ! Des champignons (espèces appartenant aux genres Eremothecium, Systenostrema et Malassezia et à la famille Davidiellaceae) ainsi que des virus (espèces appartenant à la famille Anelloviridae, ainsi qu’un grand nombre de (sidenote: Bactériophage Virus qui infecte les bactéries Scitable by Nature education_2014. Bacteriophage definition ) ) y résideraient également2. Plus récemment, des découvertes ont mis en évidence la présence d’ (sidenote: Archées Type de microorganismes (différents des bactéries), que l’on retrouve dans tous les environnements, et également des milieux extrêmes. Archaea. Microbiology Society ) au niveau pulmonaire8. Finalement, bien que ces micro-organismes prennent pleinement part au microbiote pulmonaire, un nombre limité de données sont actuellement disponibles.

Pourquoi le microbiote pulmonaire est-il un acteur majeur de notre santé ?

Le microbiote pulmonaire a un rôle clef pour le maintien de l’équilibre de la fonction pulmonaire. 4 grandes fonctions lui sont attribuées :

  • Il fonctionne comme une barrière contre les pathogènes, et aide à résister contre les infections respiratoires9, exactement de la même manière que le microbiote intestinal
  • Il joue un rôle défensif en participant activement à la stimulation de (sidenote: Immunité innée et adaptative Le corps humain assure sa protection grâce à 2 types de mécanismes de défense : l’immunité innée et l’immunité adaptative. L’immunité innée est la première ligne de défense contre les agents infectieux, c’est une réaction immédiate. Tandis que l’immunité adaptative intervient plus tardivement, mais procure une protection durable. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. New York: Garland Science; 2001. Principles of innate and adaptive immunity. ) en cas d’infections10,11
  • Il intervient dans la maturation du système immunitaire pulmonaire, afin de permettre entre autres une tolérance aux allergènes12
  • Il influence la morphologie des poumons, plus précisément le nombre d’alvéoles pulmonaire, d’après des travaux menés chez la souris13

Quelles sont les maladies associées à un déséquilibre du microbiote pulmonaire ?

Lorsque la composition du microbiote pulmonaire est déséquilibrée chez certains patients, une (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. ) 14 apparaît, pouvant être associée à différentes maladies. À ce jour, les études scientifiques n’ont toujours pas permis de déterminer si la dysbiose est la cause ou la conséquence de ces maladies.
 

Examinons de plus près certains des troubles associés à une dysbiose pulmonaire :

  • les infections respiratoires hivernales, telles que le rhume, la grippe (le plus souvent d’origine virale) où l’on observe un déséquilibre de l’immunité pulmonaire, ainsi qu’une dysbiose pulmonaire et intestinale15
  • l’asthme16 : une maladie chronique du système respiratoire qui touche plus de 260 millions de personnes dans le monde17. Un déséquilibre du microbiote pulmonaire16, mais également intestinal18 et nasal19 est associé à cette pathologie
  • la mucoviscidose, une maladie génétique rare qui touche principalement les voies respiratoires et le système digestif20
  • la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), caractérise par un rétrécissement progressif et une obstruction permanente des voies aériennes et des poumons, entraînant une gêne respiratoire16

L'axe intestins-poumons

Ces pathologies mettent en évidence la communication bidirectionnelle entre les intestins et les poumons, on parle alors d’« axe intestins-poumons »15. Le microbiote intestinal participe aux réponses immunologiques pulmonaires, et les pathologies pulmonaires peuvent également influer sur la composition du microbiote intestinal15. En effet, de nombreuses pathologies respiratoires sont souvent accompagnées de troubles gastro-intestinaux21, et, dans l’autre sens, la dysbiose intestinale est souvent associée à des pathologies pulmonaires16. L’implication de cet axe dans les pathologies pulmonaires constitue un domaine très prometteur22.

Comment prendre soin de son microbiote pulmonaire ?

Vous connaissez désormais le rôle important que joue le microbiote pulmonaire et l’axe intestin-poumon sur votre santé. Les chercheurs l’ont bien saisi et travaillent actuellement sur des études et des stratégies visant à prévenir ou guérir les infections pulmonaires23,24.

Concernant la prévention des infections respiratoires hivernales, l’association de probiotiques avec des prébiotiques a montré des résultats encourageants25. Chez le nourrisson, certains probiotiques permettraient de prévenir les infections hivernales dès les premiers mois de vie26. Enfin, quelques études réalisées chez des étudiants ont montré l’intérêt des probiotiques en traitement, pour diminuer significativement la durée des symptômes27,28.

Toutes les informations contenues dans cet article sont issues de sources scientifiques autorisées. N’oubliez pas que ces informations ne sont pas exhaustives. Retrouvez ici la liste des études d’où ces informations ont été extraites.

Sources

Hufnagl K, Pali-Schöll I, Roth-Walter F, et al. Dysbiosis of the gut and lung microbiome has a role in asthma. Semin Immunopathol. 2020;42(1):75-93.

Barcik W, Boutin RCT, Sokolowska M, et al. The Role of Lung and Gut Microbiota in the Pathology of Asthma. Immunity. 2020;52(2):241-255.

Huffnagle GB, Dickson RP, Lukacs NW. The respiratory tract microbiome and lung inflammation: a two-way street. Mucosal Immunol. 2017 Mar;10(2):299-306.

Dickson RP, Erb-Downward JR, Freeman CM, et al. Bacterial Topography of the Healthy Human Lower Respiratory Tract. mBio. 2017 Feb 14;8(1):e02287-16.

Hilty M, Burke C, Pedro H, et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PLoS One. 2010 Jan 5;5(1):e8578.

Mathieu E, Escribano-Vazquez U, Descamps D, et al. Paradigms of Lung Microbiota Functions in Health and Disease, Particularly, in Asthma. Front Physiol. 2018 Aug 21;9:1168.v

Lamoureux C, Guilloux CA, Beauruelle C, et al. Anaerobes in cystic fibrosis patients' airways. Crit Rev Microbiol. 2019 Feb;45(1):103-117. 

Koskinen K, Pausan MR, Perras AK, et al. First Insights into the Diverse Human Archaeome: Specific Detection of Archaea in the Gastrointestinal Tract, Lung, and Nose and on Skin. mBio. 2017 Nov 14;8(6):e00824-17.

Brown RL, Sequeira RP, Clarke TB. The microbiota protects against respiratory infection via GM-CSF signaling. Nat Commun. 2017 Nov 15;8(1):1512.

10 Karmarkar D, Rock KL. Microbiota signalling through MyD88 is necessary for a systemic neutrophilic inflammatory response. Immunology. 2013 Dec;140(4):483-92.

11 Pichon M, Lina B, Josset L. Impact of the Respiratory Microbiome on Host Responses to Respiratory Viral Infection. Vaccines (Basel). 2017 Nov 3;5(4):40.

12 Gollwitzer ES, Saglani S, Trompette A, et al. Lung microbiota promotes tolerance to allergens in neonates via PD-L1. Nat Med. 2014 Jun;20(6):642-7.

13 Yun Y, Srinivas G, Kuenzel S, et al. Environmentally determined differences in the murine lung microbiota and their relation to alveolar architecture. PLoS One. 2014 Dec 3;9(12):e113466.

14 Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232.

15 Dumas A, Bernard L, Poquet Y, et al. The role of the lung microbiota and the gut-lung axis in respiratory infectious diseases. Cell Microbiol. 2018 Dec;20(12):e12966.

16 Budden KF, Shukla SD, Rehman SF, et al. Functional effects of the microbiota in chronic respiratory disease. Lancet Respir Med. 2019 Oct;7(10):907-920.

17 World Health Organization. 2021. Asthma. World Health Organization, Geneva, Switzerland. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/asthm

18 Abrahamsson TR, Jakobsson HE, Andersson AF, et al. Low gut microbiota diversity in early infancy precedes asthma at school age. Clin Exp Allergy. 2014 Jun;44(6):842-50.

19 Kang HM, Kang JH. Effects of nasopharyngeal microbiota in respiratory infections and allergies. Clin Exp Pediatr. 2021 Apr 15.

20 Hardouin P, Chiron R, Marchandin H, et al. Metaproteomics to Decipher CF Host-Microbiota Interactions: Overview, Challenges and Future Perspectives. Genes (Basel). 2021 Jun 9;12(6):892.

21 Sencio V, Machado MG, Trottein F. The lung-gut axis during viral respiratory infections: the impact of gut dysbiosis on secondary disease outcomes. Mucosal Immunol. 2021 Mar;14(2):296-304.

22 Budden KF, Gellatly SL, Wood DL, et al. Emerging pathogenic links between microbiota and the gut-lung axis. Nat Rev Microbiol. 2017 Jan;15(1):55-63.

23 Park MK, Ngo V, Kwon YM, et al. Lactobacillus plantarum DK119 as a probiotic confers protection against influenza virus by modulating innate immunity. PLoS One. 2013 Oct 4;8(10):e75368.

24 Belkacem N, Serafini N, Wheeler R, et al. Lactobacillus paracasei feeding improves immune control of influenza infection in mice. PLoS One. 2017 Sep 20;12(9):e0184976.

25 Pregliasco F, Anselmi G, Fonte L, et al. A new chance of preventing winter diseases by the administration of synbiotic formulations. J Clin Gastroenterol. 2008 Sep;42 Suppl 3 Pt 2:S224-33.

26 Rautava S, Salminen S, Isolauri E. Specific probiotics in reducing the risk of acute infections in infancy--a randomised, double-blind, placebo-controlled study. Br J Nutr. 2009 Jun;101(11):1722-6.

27 Smith TJ, Rigassio-Radler D, Denmark R, et al. Effect of Lactobacillus rhamnosus LGG® and Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB-12® on health-related quality of life in college students affected by upper respiratory infections. Br J Nutr. 2013 Jun;109(11):1999-2007.

28 Wang Y, Li X, Ge T, et al. Probiotics for prevention and treatment of respiratory tract infections in children: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Medicine (Baltimore). 2016 Aug;95(31):e4509.

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