Les antibiotiques peuvent-ils favoriser la prolifération de bactéries nocives dans l’intestin ?

Si les antibiotiques sauvent des vies, ils peuvent aussi avoir des conséquences inattendues. Une nouvelle étude montre que les antibiotiques stimulent la prolifération de bactéries nocives dans l’intestin et ouvre la voie au développement de nouveaux traitements.

L’antibiorésistance constitue un problème pressant de santé publique à l’échelle mondiale puisqu’elle est responsable de la mort de 1,27 millions de personnes dans le monde en 2019 1. Une approche de la prévention des infections, notamment celles qui sont liées aux Enterobacteriaceae résistantes aux carbapénèmes (ERC), suppose de mieux comprendre les facteurs favorisant la colonisation de l’intestin par ces bactéries.

L’intestin abrite une communauté très diverse de bactéries qui contribuent à empêcher les pathogènes nocifs comme les ERC de s’y installer. Ces « gentilles » bactéries intestinales disposent de mécanismes empêchant la colonisation par les pathogènes, par exemple, la production de molécules bénéfiques, également appelées métabolites, comme les (sidenote: Acides Gras à Chaîne Courte (AGCC) Les acides gras à chaîne courte sont une source d’énergie (carburant) des cellules de l’individu, ils interagissent avec le système immunitaire et sont impliqués dans la communication entre l’intestin et le cerveau. 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. ) . En perturbant ces mécanismes, les antibiotiques à large spectre favorisent la prolifération de bactéries résistantes aux antibiotiques.

40% à 50% Les infections aux ERC sont associées à des taux de mortalité pouvant atteindre 40 à 50 %

"Antibiorésistance : une menace mondiale, une réponse globale

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L’effet yin-yang !

Les antibiotiques à large spectre sont-ils responsables d’un risque accru d’infection aux ERC ? Eh bien oui, selon l’étude publiée en 2023 dans la revue Nature Communication par une équipe de chercheurs de l’Imperial College de Londres 2.

Huit antibiotiques à large spectre ont été testés sur des échantillons de selles prélevés sur des donneurs en bonne santé : 

  • meropénem
  • imipénem/cilastatine
  • ertapénem
  • pipéracilline/tazobactam
  • ciprofloxacine
  • ceftriaxone
  • ceftazidime
  • et cefotaxime.

Ces antibiotiques sont bien connus pour leur capacité à renforcer la susceptibilité à la colonisation intestinale par les ERC. Les chercheurs ont utilisé un milieu de culture spécifique afin de déterminer : 1) l’impact des antibiotiques sur l’abondance de taxons commensaux intestinaux provenant du microbiote fécal ; 2) la concentration de nutriments et de métabolites microbiens dans les cultures de selles.

L’étude montre que les antibiotiques à large spectre fréquemment employés pour traiter les infections peuvent bouleverser l’équilibre du microbiote intestinal. En effet, ils déciment les populations de bactéries bénéfiques (y compris Bifidobacteriaceae et Bacteroidales), facilitant ainsi la prolifération des ERC.

Autre constatation encore plus intéressante : lorsque l’association pipéracilline/tazobactam a été testée sur un modèle de souris, ces antibiotiques n’ont pas seulement affecté les bactéries, mais ont aussi modifié l’environnement intestinal, en augmentant la disponibilité de certains nutriments, comme les acides aminés qui favorisent la prolifération des ERC. Cet environnement riche en nutriments devient ainsi un terrain propice à la croissance de bactéries résistantes.

D’autre part, ces antibiotiques réduisent la concentration de métabolites microbiens tels que le butyrate ou le propionate, dont certains inhibent la prolifération des ERC. En cas de diminution importante de ces métabolites, les ERC rencontrent moins d’obstacles sur leur chemin.

L’antibiorésistance

L’antibiorésistance représente une grave menace sur le plan mondial et l’apparition d’ERC possédant une formidable capacité pathogène pose un sérieux problème de santé publique. Il est donc crucial de mieux comprendre le rôle du microbiote intestinal dans la résistance aux antibiotiques.

Les acides gras à chaîne courte (AGCC) produits par les bactéries intestinales bénéfiques sont des métabolites clés qui agissent comme des agents protecteurs de la santé intestinale. L’utilisation abusive d’antibiotiques à large spectre peut bouleverser le microbiote intestinal et conduire à une diminution de la production d’AGCC, ainsi qu’à une augmentation de la prolifération de bactéries résistantes aux antibiotiques.

En tant que médecins, nous devons prendre conscience des interactions complexes qui ont lieu au sein du microbiote intestinal. Si nous tenons compte comme il se doit de l’impact des antibiotiques sur le délicat équilibre du microbiote, nous serons en mesure de franchir une étape supplémentaire dans la lutte contre l’antibiorésistance et la protection de la santé de nos patients.

Qu'est-ce que la Semaine mondiale de sensibilisation à la résistance aux antimicrobiens ?

Depuis 2015, l'OMS organise chaque année la Semaine mondiale de sensibilisation à la résistance aux antimicrobiens (WAAW) dont l'objectif est de sensibiliser sur le phénomène mondial de la résistance aux antimicrobiens.

Cette campagne, qui se tiendra du 18 au 24 novembre, encourage le grand public, les professionnels de santé et les décideurs à faire un bon usage des antimicrobiens afin d'éviter l'apparition de résistance.

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"Félicitations à la merveilleuse profession médicale"  -@PhucTra01451784 (De Biocodex Microbiota Institute sur X)

"Je salue vos efforts"  -@EmmanuelMedical (De Biocodex Microbiota Institute sur X)

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Tout ce que vous devez savoir à propos des probiotiques

Formation d’accréditation, infographies, vidéos d’experts, actualités, dossiers thématiques... Penchons-nous sur les différentes ressources du Biocodex Microbiota Institute concernant les probiotiques. Des outils et des contenus adaptés à votre spécialité pour améliorer vos connaissances et expliquer de quoi il retourne à vos patients

Intestinal bacteria, illustration.

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Comment choisir un probiotique pour votre patient ?

Face à une offre de produits pléthorique, il n’est pas toujours facile pour un professionnel de santé de conseiller au patient un produit contenant une ou des souches de probiotique de qualité et adapté à ses besoins 1,2 . Les recommandations des experts peuvent vous y aider.

Conseiller à un patient de « prendre des probiotiques » n’est pas forcément suffisant chez un patient souhaitant un produit probiotique pour un trouble spécifique 3. Pourtant, une étude américaine révèle que 40% des professionnels de soins primaires qui recommandent des probiotiques à leurs patients les laissent choisir leur produit 4. Bien qu’il soit aujourd’hui admis que les probiotiques en général contribuent à la bonne santé du microbiote intestinal, les experts s’accordent pour préciser que la grande majorité des effets des probiotiques sont dépendants de la souche 5,6.

Il est donc important de veiller à la bonne correspondance entre la souche et le besoin ciblé ou la maladie visée 7. Pour cela, il faut donc en particulier vérifier que les caractéristiques et informations sur le produit (souche, dosage, formulation) correspondent en tout point à celles utilisées dans les essais cliniques qui ont prouvé le bénéfice auquel le produit est associé 3. Aussi, il convient d’être particulièrement attentif aux informations suivantes :

  • la mention claire du genre, de l’espèce et de la souche du probiotique contenu dans le produit et l’indication associée 8,9 ;
  • le dosage du produit 3,8
  • les preuves cliniques de l’efficacité de la souche probiotique dans ce domaine thérapeutique auquel elle est associée à un dosage similaire et non inférieur à celui utilisé dans l'essais clinique 8

D’autres facteurs sont également à prendre en compte dans le choix d’un produit probiotique :

  • le type de formulation 3,;
  • la durée de viabilité jusqu’à la date de péremption, et non à la date de fabrication 8;
  • la qualité du produit liée aux exigences du fabricant : contrôles qualité et de préférence, certification par un organisme indépendant 8,9 .

Pour communiquer avec votre patient

Vous trouverez ci-dessous une infographie « les probiotiques, c’est quoi ? » destinée à votre patient pour l’informer sur les produits à base de probiotique et faciliter vos échanges lors de la consultation.

Des infographies à partager avec vos patients

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L’Institut du Microbiote vous recommande le site de L’ISAPP qui fournit également aux professionnels de santé et aux consommateurs des ressources sur les probiotiques (en anglais) : https://isappscience.org/for-clinicians/resources/

Dans le domaine de la gastro-entérologie, vous trouverez des informations sur les indications chez les adultes et les enfants, prouvés cliniquement, sur les sites de la World Gastroenterology Organisation (WGO) et l’American Gastroenterological Association (AGA).

Point de vigilance et effets secondaires :

Il est utile de préciser au patient que la prise de produit à base de probiotique par voie orale peut s’accompagner d’effets indésirables transitoires à type de gaz et ballonnements 10.

Il est important de garder à l’esprit et d’informer le patient que l’efficacité d’une souche probiotique peut varier d’un patient à un autre 3.

Les risques associés aux souches probiotiques sont reconnus faibles, mais il est prudent d’éviter l’utilisation des produits probiotiques chez les nouveau-nés prématurés, les personnes intolérantes à l’un des excipients rentrant dans la formulation des produits à base de probiotique, immunodéprimées, atteintes du syndrome du grêle court ou en état critique 3,11,12.

Consultez les autres pages de notre série dédiée aux probiotiques

Les probiotiques : de quoi parle-t-on ?

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Tout ce que vous devez savoir à propos des probiotiques

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"Une belle réussite"  -@ABmrJutt (De Biocodex Microbiota Institute sur X)

BMI-23.39
Sources

1 McFarland LV, Evans CT, Goldstein EJC. Strain-Specificity and Disease-Specificity of Probiotic Efficacy: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Med (Lausanne). 2018;5:124.

2 Sniffen JC, McFarland LV, Evans CT, Goldstein EJC. Choosing an appropriate probiotic product for your patient: An evidence-based practical guide. PLoS One. 2018;13(12):e0209205.

3 Merenstein DJ, Sanders ME, Tancredi DJ. Probiotics as a Tx resource in primary care. J Fam Pract. 2020;69(3):E1-E10.

4 Draper K, Ley C, Parsonnet J. Probiotic guidelines and physician practice: a cross-sectional survey and overview of the literature. Benef Microbes. 2017; 8(4):507–519

5 Hill C, Guarner F, Reid G, et al. Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014;11(8):506-514.

6 Kolaček S, Hojsak I, Berni Canani R, et al. Commercial Probiotic Products: A Call for Improved Quality Control. A Position Paper by the ESPGHAN Working Group for Probiotics and Prebiotics. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2017;65(1):117-124.

7 Sanders ME, Merenstein DJ, Reid G, Gibson GR, Rastall RA. Probiotics and prebiotics in intestinal health and disease: from biology to the clinic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2019;16(10):605-616.

Binda S, Hill C, Johansen E, et al. Criteria to Qualify Microorganisms as "Probiotic" in Foods and Dietary Supplements. Front Microbiol. 2020;11:1662.

ISAPP : Probiotic Checklist – Making a smart selection, 2018.

10 Ciorba MA. A gastroenterologist's guide to probiotics. Clin Gastroenterol Hepatol2012;10(9):960-968.

11 Williams NT. ”Probiotics”,  Am J Health Syst Pharm. 2010;67(6):449-458.

12 Sanders ME, Merenstein DJ, Ouwehand AC, et al. “Probiotic use in at-risk populations”. J Am Pharm Assoc (2003). 2016;56(6):680-686.

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Transplantation fécale : optimiser le traitement du SII

La meilleure combinaison pour une transplantation fécale dans le traitement du syndrome de l'intestin irritable (SII) ? Selon des chercheurs et cliniciens Norvégiens : une dose comprise entre 60 et 90 g de greffe fécale transplantée dans l'intestin grêle (plutôt que dans le côlon), et idéalement répétée. 

SII

44% Seules 2 personnes sur 5 déclarent avoir été informées par leur médecin sur les bons comportements à adopter pour maintenir un microbiote équilibré

Entre 2015 et 2020, 7 essais contrôlés randomisés (ECR) de transplantation de microbiote fécal (TMF) pour le traitement du syndrome de l’intestin irritable ont été recensés. Avec des résultats variables, sans doute du fait des différences dans les protocoles utilisés. Aussi, une équipe norvégienne a étudié les effets de la dose, de la répétition de la TMF et de sa zone d'administration, en appliquant le même protocole que celui de leur précédent ECR qui avait enregistré de très bons résultats (effets persistants jusqu'à 3 ans après la FMT avec seulement quelques effets indésirables légers). La greffe provenait du même (sidenote: Super-donneur Donneur à forte diversité microbienne, dont la qualité du microbiote conditionnerait les résultats de la FMT. Dans le cas présent, il s’agit d’un homme de race blanche de 40 ans né par voie vaginale, allaité, qui n'avait pris que quelques cures d'antibiotiques au cours de sa vie, en bonne santé, non-fumeur, ne prenant aucun médicament. ) .

Des symptômes améliorés par une TMF répétée

Cette nouvelle étude a inclus 186 patients souffrant du syndrome de l’intestin irritable, randomisés en 3 groupes recevant 90 g de greffe fécale (contre 30 ou 60 g dans le précédent ECR) soit dans le côlon, soit dans le duodénum, soit dans le duodénum à 2 reprises avec un intervalle d'une semaine.

Durant l’année suivant la TMF, les chercheurs observent une bien moindre prévalence des (sidenote: Évalués à l'aide de l'IBS-SSS, du Birmingham IBS Symptom Questionnaire (BSQ) et de l'échelle d'évaluation de la fatigue (FAS). )  quel que soit le groupe et la durée écoulée depuis la FMT : présents chez ¾ des patients le jour de la transplantation, ils affectent 17 à 32 % (selon les groupes) 3 mois après et de 24 à 41 % un an après. De même, la (sidenote: Évaluée à l’aide des questionnaires IBS Quality of Life Instrument (IBS-QoL) et Short-Form Nepean Dyspepsia Index (SF-NDI). )  s’est améliorée dans les 3 groupes quelle que soit la durée écoulée depuis la FMT. Et répéter la transplantation améliore l’effet bénéfique sur les symptômes et la qualité de vie.

Votre aide mémoire pour diagnostiquer le SII

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Privilégier l’intestin grêle au côlon

L’analyse des échantillons fécaux (ARN16s) prélevés au départ et 3, 6 et 12 mois après la FMT montre un recul significatif de la dysbiose dans tous les groupes traités. Les profils bactériens ont considérablement évolué suite à la TMF pour les 3 groupes et à toutes les dates d'observation, avec des différences entre les groupes. Ces évolutions concernent notamment 6 bactéries liées aux symptômes et à la fatigue, comme Alistipes spp. impliquée dans plusieurs maladies telles que la dépression, l'anxiété, le syndrome de fatigue chronique ou Holdemanella biformis aux effets anti-inflammatoires.

La greffe dans l'intestin grêle permet une colonisation de bactéries bénéfiques sur le long terme, contrairement à la greffe dans le côlon dont l’effet semble plus transitoire. En revanche, alors que l’effet bénéfique augmentait avec la dose (effet supérieur à 60 g qu’à 30 g) lors du précédent ECR, la dose de 90 g n’apporte pas de bénéfice supplémentaire par rapport aux 60 g déjà testés : la dose optimale serait donc comprise entre 60 à 90 g.

Expliquez ce qu'est la greffe fécale à vos patients grâce à ce contenu dédié: 

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SII, microbiote intestinal et dépression : un triptyque pour mieux comprendre la maladie

SII, microbiote intestinal et dépression : un triptyque pour mieux comprendre l…
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Actualités Gastroentérologie

Partenariats Précieux

Depuis sa création, le Biocodex Microbiota Institute a noué des partenariats solides avec des associations de patients, sociétés savantes, organisations de santé publique. Ensemble, nous poursuivons un objectif commun : informer, éduquer, sensibiliser les populations sur l'importance du microbiote sur notre santé.

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Le microbiote, la clé du diagnostic précoce de la Maladie d'Alzheimer ?

Alors que les malades ne présentent encore aucun signe clinique de leur (future) maladie d’Alzheimer, des déséquilibres de leur microbiote intestinal trahiraient l’installation de la maladie. De quoi la dépister plus précocement ?

Le microbiote intestinal
Photo: Le microbiote, la clé du diagnostic précoce de la Maladie d'Alzheimer ?

La maladie d’Alzheimer est progressive et silencieuse. Pendant la phase dite préclinique, l’état cognitif semble normal. Pourtant, des examens approfondis montrent déjà l’accumulation progressive de 2 protéines dans le cerveau : les protéines β-amyloïde (Aβ) et tau, à l’origine de lésions cérébrales et d’une lente dégénérescence des neurones, qui débute au niveau du centre de la mémoire puis s’étend au reste du cerveau.

10 ans au moins séparent les premiers dépôts de plaques β-amyloïdes dans le cerveau et l’apparition des premiers signes cliniques de la maladie d’Alzheimer.

Après cette phase silencieuse, les premiers symptômes de (sidenote: Démence Désordres cérébraux qui affectent la mémoire, la pensée, le comportement et les émotions. Les changements d’humeur et de comportement apparaissent parfois avant les problèmes de mémoire. Les symptômes s’aggravent avec le temps. La plupart des malades finissent par avoir besoin d’aide pour leurs activités quotidiennes. Sources : OMS et Alzheimer’s Disease International ) apparaissent. C’est le stade clinique de la maladie d’Alzheimer, marqué par un changement d’humeur, voire de personnalité, des trous de mémoire, l’oubli de certains mots au point de devenir difficile à comprendre, une désorientation dans l’espace et le temps, le rangement d’objets dans des endroits incongrus (clés dans le réfrigérateur) … 

Plus de 55 millions de personnes sont atteintes de démence dans le monde.

60 à 70 % des cas de démence serait dus à la maladie d’Alzheimer.

Une dysbiose intestinale dès le stade préclinique d’Alzheimer

Et le microbiote intestinal dans tout cela ? On savait déjà qu’au stade clinique de la maladie, les patients présentent un microbiote intestinal déséquilibré. Selon une étude américaine publiée en 2023, ce déséquilibre existerait également au stade préclinique, et serait d’autant plus prononcé que les protéines β-amyloïdes sont accumulées. Ce déséquilibre de l’ecosysteme microbien d l’intestin (ou dysbiose) ne serait pas lié à l’alimentation : les futurs malades d’Alzheimer qui ne présentent encore aucun signe de démence ont un régime comparable à des patients sains chez lesquels la maladie n’est pas insidieusement en train de s’installer.

75% des interviewés ne savent pas que certaines maladies comme la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer ou encore l’autisme pourraient avoir un lien avec les microbiotes.

De quoi prédire la forme clinique à venir ?

L’équipe a identifié les bactéries de l’intestin généralement sur- ou sous-représentées au stade préclinique. Des bactéries qui leur ont permis d’améliorer, par (sidenote: Machine Learning Technologie d’intelligence artificielle permettant aux ordinateurs d’apprendre sur la seule base d’un très grand nombre de données. ) , leurs modèles de prédiction de la maladie d’Alzheimer. Certes, le gain est faible quand le modèle de départ intègre les protéines β-amyloïdes, qui représentent LA signature préclinique d’Alzheimer. Mais on ne réalise pas des ponctions lombaires et de la neuroimagerie cérébrale tous les 4 matins. Lorsque les modèles reposent uniquement sur des données facilement accessibles (l’âge, le sexe, l’hypertension, les antécédents familiaux…), l’ajout des données sur les bactéries d’un échantillon de selles permet d'améliorer la (sidenote: Sensibilité La sensibilité d'un test médical mesure sa capacité à détecter correctement les personnes malades (identification d’un maximum de malades). Une sensibilité proche de 100 % signifie que le test a peu de chances de manquer des cas de maladie, donc peu de faux-négatifs (peu de vrais malades non détectés). Bertrand D, Fluss J, Billard C. Efficacité, sensibilité, spécificité : comparaison de différents tests de lecture. L’Année psychologique, 2010 ; 110, 299-320. ) du modèle de 6,8 % et la (sidenote: Spécificité La spécificité est la probabilité que le test soit négatif sachant que le sujet est sain. Elle mesure donc la capacité d’un test à détecter les individus sains. Plus la spécificité est proche de l’unité, moins il y a de faux positifs. Bertrand D, Fluss J, Billard C. Efficacité, sensibilité, spécificité : comparaison de différents tests de lecture. L’Année psychologique, 2010 ; 110, 299-320. ) de 27,1 % ! De quoi pré-identifier plus facilement des patients à risque auxquels des examens approfondis pourraient être proposés.

Ces résultats laissent aussi entrevoir la possibilité (si les bactéries sont bien la cause de ces changements, ce qui reste à confirmer) de modifier le microbiote intestinal pour limiter la progression de la maladie d'Alzheimer.

Alzheimer : comment notre intestin nous fait perdre la tête

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L’impact de la gravité sur le syndrome de l’intestin irritable

Par le Dr. Maria Teresa Galiano
Service gastrologie et endoscopie, Servimed, Bogota, Colombie

Dans une publication récente [1], il a été suggéré que le SII peut résulter de l’inefficacité de systèmes anatomiques, physiologiques et neuropsychologiques de gestion de la pesanteur conçus pour optimiser la forme et la fonction gastro-intestinale, protéger l’intégrité somatique et viscérale et maximiser la survie dans un monde soumis à la pesanteur.

Pourriez-vous commenter cette hypothèse d’un point de vue clinique ?

L’hypothèse est très intéressante. Je pense qu’elle peut être considérée comme l’une des nombreuses hypothèses qui cherchent à expliquer le syndrome de l’intestin irritable. En revanche, elle doit être testée. Des études doivent être réalisées pour prouver que des altérations physiques dues aux changements de pesanteur affectent la physiologie gastro-entérologique. Selon moi, il est sans doute vrai que la pesanteur affecte la physiologie d’un organisme et que nous sommes généralement en situation d’équilibre avec cette force permanente à laquelle tous les humains et créatures vivantes de la Terre sont soumis. Les conséquences qui émergent lorsque cet équilibre est altéré peuvent inclure le SII.

Êtes-vous d’accord avec les explications de l’auteur selon lesquelles les conséquences de la pesanteur entraînent une altération du microbiote intestinal ?

Je suis d’accord avec l’auteur pour dire que la pesanteur peut affecter le microbiote intestinal et qu’elle peut également altérer son fonctionnement, notamment le processus de fermentation. Je pense qu’elle peut aussi altérer le volume de gaz agissant sur les parois intestinales. Ces phénomènes doivent également être testés dans des études correspondantes, mais je suis d’accord avec l’auteur concernant la vulnérabilité du microbiote intestinal à la pesanteur.

Partageriez-vous cette hypothèse avec vos patients ?

En fonction de leur physiopathologie, je partagerais cette hypothèse avec des patients chez lesquels, selon moi, elle pourrait s’appliquer, et chez lesquels elle pourrait représenter une explication possible de leurs symptômes. Effectivement, je vois des changements chez mes patients lorsqu’ils voyagent dans des lieux situés au niveau de la mer et qu’ils reviennent à Bogota, où j’habite. Bogota se situe à 2 600 m au-dessus du niveau de la mer. Lorsque ces patients reviennent à Bogota, ils présentent davantage de symptômes en raison des changements de pression atmosphérique. Les changements de pression atmosphérique provoquent des variations au niveau de la sensation, de la distension et des gaz présents dans les intestins. Très souvent, j’explique leur symptomatologie en m’appuyant sur les changements physiologiques dus aux différentes altitudes qu’ils ont connues. Les changements qui se produisent en raison des variations dans l’équilibre avec la pesanteur pourraient être utilisés pour expliquer les symptômes de ces patients.

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Parole d’expert Syndrome de l'intestin irritable

Le microbiote intestinal, indicateur précoce de la maladie d’Alzheimer ?

Avant le moindre signe clinique de la maladie d’Alzheimer, le microbiote intestinal des futurs malades se modifierait. Un changement qui pourrait aider à identifier les patients au stade préclinique.

De précédents travaux avaient mis en évidence une dysbiose du microbiote intestinal des patients présentant des symptômes de la maladie d’Alzheimer. Mais qu’en est-il avant la survenue des premiers symptômes ? C’est ce qu’a investigué une équipe américaine de l’École de Médecine de l'Université de Washington, qui a analysé le microbiote de 164 personnes âgées de 68 à 94 ans, sans troubles cognitifs mais dont 49 présentaient des (sidenote: Biomarqueurs protéines pathogènes β-amyloïde (Aβ) et tau par tomographie par émission de positons (TEP) ou par dosage dans le liquide du liquide céphalorachidien (LCR), marqueurs de neurodégénérescence (hypométabolisme temporo-pariétal, atrophie hippocampique…) identifiés via le LCR et par imagerie par résonance magnétique (IRM). ) . Les résultats sont sans appel : les profils taxonomiques microbiens intestinaux des 49 « pré-malades » diffèrent de ceux des 115 témoins.

55 millions Plus de 55 millions de personnes sont atteintes de démence dans le monde.

60 à 70 % 60 à 70 % des cas de démence serait dus à la maladie d’Alzheimer.

Un microbiote intestinal typique des stades précliniques

Cette dysbiose s’avère corrélée avec les marqueurs des stades précliniques de la maladie, notamment le dépôt de plaques β-amyloïdes dans le cerveau. En revanche, elle n’est pas liée aux biomarqueurs de la neurodégénérescence (hypométabolisme temporo-pariétal, atrophie hippocampique…). Ainsi, le microbiote intestinal serait modifié dès un stade très précoce et asymptomatique de la maladie.

Plus précisément, l’abondance de certaines bactéries serait modifiée, à la hausse ou à la baisse : Dorea formicigenerans aux propriétés pro-inflammatoires, Oscillibacter sp. 57_2 qui pourrait aller de pair avec une moindre intégrité épithéliale, Faecalibacterium prausnitzii anti-inflammatoire, et dans une moindre mesure, Coprococcus catus, Anaerostipes hadrus, Methanosphaera stadtmanae, et Ruminococcus lactaris. Certaines de ces bactéries intestinales pourraient donc être impliquées dans la chaîne causale, même si d’autres expériences doivent confirmer ce lien de causalité et écarter toute concomitance.

10 ans 10 ans au moins séparent le premier dépôts de plaques β-amyloïdes dans le cerveau et l’apparition des premiers signes cliniques de la maladie d’Alzheimer.

Simplifier et améliorer l’identification des patients à risque

Quoiqu’il en soit, cette signature bactérienne pourrait permettre d’améliorer la prédiction de la maladie, au regard d’un test réalisé sur un sous-groupe de 65 patients : l’ajout de ces taxons bactériens améliore en effet la précision des modèles prédictifs. Bien entendu, l’amélioration est faible (1,5 % de sensibilité, 5,0 % de spécificité) quand le modèle de départ intègre la protéine β-amyloïde, qui constitue LA signature préclinique de la maladie. Mais cette dernière donnée suppose des examens complexes. En revanche, lorsque les modèles reposent uniquement sur des données facilement accessibles (la démographie, les covariables cliniques et la génétique), l’ajout des caractéristiques taxonomiques, qui ne nécessitent qu’un échantillon de selles, permet d'améliorer la sensibilité de 6,8 % et la spécificité de 27,1 %. De quoi pré-identifier plus facilement des patients à risque pour lesquels des examens plus approfondis (ponction lombaire et neuro-imagerie) pourraient être prescrits. Enfin, l’étude pourrait ouvrir la porte à des interventions sur le microbiote visant à limiter la progression de la maladie d'Alzheimer vers des stades cliniques.

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Actualités Neurologie Gastroentérologie

Microbiote intestinal #19

Par le Pr. Satu Pekkala
Chercheur à l’Académie de Finlande, Faculté des sciences du sport et de la santé, Université de Jyväskylä, Finlande

Métabolisme microbien du 5-ASA et maladie de l’intestin irritable

Mehta RS, Mayers JR, Zhang Y, et al. Gut microbial metabolism of 5-ASA diminishes its clinical efficacy in inflammatory bowel disease. Nat Med 2023; 29: 700-9.

La maladie inflammatoire de l’intestin (MII) se traite avec l’acide 5-aminosalicylique (5-ASA). Cependant, plus de la moitié des patients ne répondent pas au traitement. Des études antérieures ont suggéré que ce phénomène est en partie dû au fait que le 5-ASA peut être métabolisé en N-acetyl 5-ASA, cliniquement inefficace, par les bactéries intestinales. Dans une excellente étude, Mehta et al. ont souhaité identifier les enzymes microbiens intestinaux qui génèrent du N-acetyl 5-ASA. Les échantillons de selles humaines ont été analysés avec la multiomique. Les analyses métabolomiques non ciblées des échantillons avant et après l’administration du 5-ASA ont révélé des médiateurs microbiens potentiels des effets anti-inflammatoires du 5-ASA. Une diminution de l’acide 2-aminoadipique, un métabolite bactérien associé à un stress oxydatif plus élevé, a notamment été observée. Par ailleurs, le 5-ASA a paru altérer le métabolisme du nicotinate, ce qui pourrait également expliquer certains effets anti-inflammatoires. Les auteurs ont également cherché à identifier les enzymes microbiens qui métabolisent potentiellement le 5-ASA. En combinant la métatranscriptomique et la métabolomique, ils ont identifié trois acétyl-CoA C-acétyltransférases (Acyl-CoA NAT) qui se sont associés aux niveaux de N-acetyl 5-ASA chez les utilisateurs du 5-ASA. De plus, certaines thiolases ont été identifiés comme des enzymes candidates potentielles. Les enzymes candidates ont ensuite été exprimées de manière hétérologue chez Escherichia coli et leur activité biochimique a été mesurée. La thiolase des Firmicutes CAG:176 et l’acyl-CoA NAT de Faecalibacterium prausnitzii ont pu acétyler le 5-ASA avec les acétyl-CoA C. Enfin, une analyse métagénomique des échantillons de selles a révélé que les acétyltransférases inactivant le 5-ASA microbien intestinal étaient associés à un plus grand risque d’échec du traitement chez les utilisateurs du 5-ASA. Dans l’ensemble, les découvertes de cette étude peuvent contribuer à avancer la possibilité d’un traitement personnalisé de la MII basé sur le microbiome.

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Helicobacter pylori et cancer colorectal

Ralser A, Dietl A, Jarosch S, et al. Helicobacter pylori promotes colorectal carcinogenesis by deregulating intestinal immunity and inducing a mucus-degrading microbiota signature. Gut 2023; 72: 1258-70.

L’infection au Helicobacter pylori peut entraîner un cancer gastrique et augmenter le risque de cancer colorectal (CCR). Cependant, nous manquons de données mécanistes sur ce dernier. Dans cette publication, Ralser et ses collègues ont identifié dans un modèle murin les mécanismes sous-jacents de la façon dont l’infection au H. pylori contribue au CCR. Lorsque les auteurs ont infecté des souris Apc représentant d’excellents modèles animaux présentant plusieurs néoplasies intestinales avec H. pylori, une augmentation de la charge tumorale dans l’intestin grêle et le colon a été observée. Il est reconnu que la réponse immunitaire des lymphocytes T à l’hôte contribue à la carcinogenèse gastrique, c’est pourquoi les auteurs ont étudié ces réponses dans les intestins. Ils ont observé une réduction des lymphocytes T régulateurs et des lymphocytes T pro-inflammatoires, ainsi qu’une augmentation d’IL-17A, qui se révèle être l’un des acteurs principaux de la réponse immunitaire à H. pylori. Les souris infectées étaient caractérisées par une abondance plus forte de microbes intestinaux dits pro-inflammatoires et de bactéries dégradant le mucus, comme Akkermansia. En étudiant les profils transcriptomiques des cellules épithéliales intestinales, les chercheurs ont observé que H. pylori induisait l’activation des voies NF-κB et STAT3. L’activation de ces voies avait précédemment été montrée chez les patients atteints de CCR. Fait intéressant, les souris axéniques infectées avec H. pylori ont à peine montré d’activation de la signalisation STAT3, ce qui suggère que la carcinogenèse induite par H. pylori dans l’intestin grêle dépend en partie du microbiome intestinal. Enfin, les auteurs ont montré que la carcinogenèse colorectale induite par H. pylori peut être prévenue par l’éradication de la bactérie par des antibiotiques. Les auteurs concluent qu’il faut envisager de prendre en compte la présence de H. pylori pour les mesures préventives contre le CCR.

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Diversité virale dans l’intestin du nourrisson sain

Shah SA, Deng L, Thorsen J, et al. Expanding known viral diversity in the healthy infant gut. Nat Microbiol 2023; 8: 986-98.

Dans la petite enfance, le microbiome intestinal contribue à la maturation du système immunitaire pour assurer la protection contre les maladies chroniques plus tard dans la vie. Bien qu’il soit reconnu que des bactériophages (c.-à-d., des virus infectant les bactéries) peuvent contrôler la croissance des populations de bactéries, le virome intestinal a été assez peu étudié. En utilisant le séquençage de métagénomes, cette étude a analysé 647 viromes d’une cohorte danoise de nourrissons de 1 an. La première découverte frappante a été que les vOTUS de l’intestin du nourrisson étaient largement absentes des bases de données sur les virus intestinaux. Cette donnée suggère que l’intestin du nourrisson héberge des virus spécialisés distincts de l’intestin de l’adulte. Les clades de virus les plus prédominants chez les nourrissons étaient très peu documentés. Cependant, les anellovirus à ssADN infectant les vertébrés (Anelloviridae) et les microvirus à ssADNs bactériophages (Petitvirales) se trouvaient parmi les clades les plus abondants. Par ailleurs, les familles de Caudovirales virulentes, Skunaviridae, Salasmaviridae, β-crassviridae et Flandersviridae, étaient aussi largement représentées dans le virome des nourrissons. Dans l’ensemble, les virus tempérés étaient moins répandus que les virus virulents, même s’ils étaient présents chez davantage d’enfants. L’abondance à l’échelle de la famille n’était pas significativement associée au mode de fonctionnement des phages, comme déterminé par l’intégrase en tant qu’indicateur d’un mode de fonctionnement tempéré. Cependant, les familles de caudovirales tempérées étaient génétiquement plus diversifiées que les familles virulentes. Une analyse prédictive des hôtes bactériens des viromes a montré que Bacteroides, Faecalibacterium et Bifidobacterium étaient les trois genres hôtes les plus fréquents dans l’intestin des nourrissons. Parmi ceux-ci, les familles infectant les Bacteroides étaient plus souvent virulentes et spécifiques à l’hôte. Bien qu’aucune conclusion nette n’ait été tirée, l’étude renforce les connaissances sur la taxinomie des phages et contribue au développement des futures recherches sur le virome intestinal des nourrissons.

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Revue de presse Microbiote intestinal