La fausse couche : le cauchemar de toute femme enceinte. 1 grossesse sur 5 s’arrête avant 12 semaines du fait d’une fausse couche précoce, dont la moitié est liée à des anomalies chromosomiques (erreurs génétiques). Entre 12 et 24 semaines, des fausses couches tardives peuvent encore se produire : dans 2 cas sur 3, elles ont pour cause une infection. Or les bactéries du microbiote vaginal pourraient être de précieuses alliées contre les fausses couches.

Vive les lactobacilles !

Posons-le d’emblée : le microbiote vaginal ne fait rien comme les autres. A la différence des autres flores corporelles qui gagnent à être diversifiées, le vagin est plutôt monomaniaque : on considère que la bonne santé vaginale va de pair avec une très faible diversité et une forte proportion de lactobacilles. Très très forte même : dans une récente étude, ces bactéries, facilement reconnaissables par leur forme en bâtonnets, représentaient 94,2 % des bactéries de la flore vaginale chez les ¾ des 167 femmes enceintes suivies… Et chez les autres femmes ? Leurs lactobacilles ne représentaient qu’une portion congrue de leur microbiote, à savoir 18,5% des bactéries vaginales. Or, cette perte de dominance des lactobacilles semble associée à des conséquences graves sur l’issue de la grossesse.

_{Sources (sidenote: Why we need to talk about losing a baby_WHO )}

Du microbiote vaginal à la fausse-couche

En effet, les fausses couches sans explication génétique s’avèrent plus fréquentes lorsque les femmes arborent un microbiote vaginal :

• plus riche en bactéries et en diversité
• pauvres en lactobacilles (ce qu’avait déjà mis en évidence une précédente étude chinoise)
• riches en d’autres bactéries telles que des streptocoques (60 % des cas) ou des Prevotella (40 % des cas).

Et cette perte de domination des lactobacilles semble également liée à une inflammation vaginale plus fréquente. Ainsi, tout se passe comme si une moindre présence des lactobacilles allait de pair avec une inflammation du système reproducteur féminin. Conséquence directe : dans cet environnement défavorable à l'implantation du fœtus, la grossesse n’arrive pas à se dérouler normalement. Ce qui expliquerait la fréquence plus élevée de fausses couches observée lorsque les lactobacilles désertent. Mais cela ouvre aussi une lueur d’espoir : le microbiote vaginal pourrait représenter une cible de choix pour réduire le risque de fausses couches.

On le sait : les vitamines B, et notamment la biotine (B8) produites par les bactéries intestinales, influencent à la fois la fonction microbienne, le métabolisme de l'hôte et l'inflammation. Elles sont donc impliquées dans la régulation de la santé métabolique de l'hôte. Mais qu’en est-il en cas d'obésité sévère chez l’Homme ? Une question qui méritait d’être posée puisque de précédentes études (précliniques et cliniques) avaient justement mis en évidence une altération du statut en biotine dans le sérum et les tissus en cas d’obésité.

Moins de bactéries productrices ou transporteuses de biotine

Pour y répondre, des chercheurs se sont penchés sur les données de 1 545 sujets issus de l’étude multicentrique européenne MetaCardis (sidenote: https://cordis.europa.eu/project/id/305312/fr ) , comparant 608 patients souffrant d’obésité sévère (IMC>35), à 299 en situation de surpoids ou d’obésité (25<IMC<35) et à 638 individus contrôles ayant un IMC normal (IMC<25). 

Résultat : l'obésité sévère est associée à une carence en bactéries productrices et transporteuses de biotine. Avec des conséquences pour le patient obèse, l’abondance de ces bactéries étant corrélée au statut inflammatoire et troubles métaboliques associés. 

D’ailleurs, chez les obèses sévères, la biotine circulante affiche des niveaux sous-optimaux et l’expression des gènes codant pour cette vitamine est altérée dans le tissu adipeux.

Les bactéries intestinales en cause ?

Le transfert de microbiote de l’Homme à la souris confirme la contribution du microbiote intestinal dans la quantité de biotine circulante. L’alimentation jouerait également un rôle : en effet, le régime 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.  ) provoque une diminution des bactéries intestinales productrices de biotine, ainsi qu’une réduction des niveaux circulants de cette vitamine dans le sérum. Paradoxalement, l’inflammation intestinale, observée chez les patients obèses, limite son absorption lorsque celle-ci provient de l’alimentation.

Au final, c’est un cercle vicieux qui semble se mettre en place en cas d'obésité sévère : les signaux moléculaires du microbiote dysbiotique pourraient contribuer à l'aggravation de l'inflammation de l'hôte et à la carence tissulaire en biotine.

Des pistes thérapeutiques ?

Comment sortir de ce cercle vicieux ? La chirurgie bariatrique, qui améliore le métabolisme et l'inflammation, favorise les bactéries productrices de biotine. Avec à la clé à une amélioration de la biotine systémique de l'hôte. Autre piste : la supplémentation en prébiotiques (fibres) et en biotine. Chez des souris nourries avec un régime riche en graisses, ces deux voies améliorent la diversité du microbiote intestinal, boostent la production bactérienne de biotine et autres vitamines B, tout en limitant la prise de poids et la détérioration de la glycémie. Deux pistes pour transformer le cercle vicieux en cercle vertueux…

Cette méthode s’est récemment révélée être un moyen simple et direct de mesurer le temps de transit intestinal. Il s’agit du temps que mettent les aliments à traverser notre tractus gastro-intestinal, de l’ingestion à l’évacuation, et il est généralement évalué pour mesurer la motilité intestinale, qui est un élément clé de la santé intestinale. Dans une étude récente [1] d’Asnicar et de ses collègues, publiée dans Gut, les auteurs ont évalué la méthode du colorant bleu comme marqueur du temps de transit intestinal, et son association avec des marqueurs de santé spécifiques (notamment la consistance et la fréquence des selles, la composition et la fonction du microbiome intestinal, et la santé cardiométabolique) chez 863 personnes en bonne santé.

Ils ont tout d’abord constaté que la consistance plus dure des selles, mesurée à l’aide du British Stool Chart, est associée à un temps de transit intestinal plus long (> 5 jours en médiane pour le type 1), tandis que la consistance plus molle correspond à un temps de transit intestinal plus court (1 jour en médiane pour le type 6).

En outre, ils ont également constaté que le temps de transit intestinal est associé à plusieurs caractéristiques du microbiome intestinal. La diversité alpha, qui est un marqueur de la santé microbienne, était positivement corrélée au temps de transit intestinal. Un temps de transit intestinal plus long était associé à des taxons microbiens spécifiques, notamment Akkermansia muciniphila (une souche bénéfique aux propriétés métaboliques favorables), Bacteroides spp. et Alistipes spp. De manière générale, le temps de transit intestinal était associé aux caractéristiques du microbiome intestinal plus que la consistance ou la fréquence des selles.

Enfin, un temps de transit plus long était associé à la masse de graisse viscérale et aux réponses lipidiques et glycémiques postprandiales (deux facteurs de risque cardiovasculaire).

En conclusion, la méthode du colorant bleu semble être un marqueur simple et peu coûteux du temps de transit intestinal, qui s’est avéré être associé à des marqueurs de la santé humaine, notamment la diversité et la composition du microbiome intestinal, et à des facteurs de risque cardiovasculaire spécifiques. Il pourrait s’agir d’une méthode fiable pour évaluer le temps de transit intestinal en cas de besoin, c’est-à-dire chez les patients souffrant de constipation).

La façon dont cette procédure est diffusée (expansion virale par les médias sociaux) laisse penser que de nombreux patients demanderont ce test aux médecins. Comme pour tous les examens demandés par les patients, je recommanderais d’abord une visite chez un professionnel de la santé spécialisé dans les maladies digestives pour éviter de faire du système D. Ensuite, si les médecins confirment la nécessité d’un test de temps de transit intestinal, la méthode du colorant bleu serait alors fiable et bon marché.

De futures évaluations, y compris des comparaisons avec d’autres méthodes d’évaluation du transit intestinal, sont nécessaires pour confirmer ces résultats et permettre un positionnement à grande échelle de cet outil dans l’arsenal diagnostique des troubles digestifs et nutritionnels.

Profilage du microbiote vaginal pour prévenir les naissances prématurées

^{Pruski P, Correia GDS, Lewis HV, et al. Direct on-swab metabolic profiling of vaginal microbiome host interactions during pregnancy and preterm birth. Nat Commun. 2021 Oct;12(1):5967.}

Prédire le risque de naissance prématurée avec une méthode simple, rapide et peu onéreuse est un véritable défi pour les obstétriciens. En effet, ces derniers ne disposent toujours pas de méthode fiable pour prédire cette complication clinique, qui constitue pourtant la première cause de décès chez les enfants de moins de 5 ans. Les facteurs de risque sont bien connus : une dysbiose vaginale associée à une inflammation locale.

Une équipe de chercheurs a eu l’idée d’utiliser leur méthode d’analyse récemment décrite – la DESI-MS (désorption-ionisation par électronébulisation couplée à la spectrométrie de masse) – pour identifier, en moins de 3 minutes et sans avoir besoin de préparer les échantillons, les métabolites présents dans la muqueuse cervicovaginale. Leurs hypothèses ? Le métabolome ainsi caractérisé pourrait permettre de prédire la composition du microbiote vaginal et les réponses immunitaires et inflammatoires locales, et de contrôler leur évolution vers des états associés au risque de naissance prématurée. La DESI-MS a été utilisée pour analyser plus de 1 000 échantillons cervicovaginaux prélevés chez 365 femmes enceintes réparties en deux cohortes.

Parmi les métabolites détectés, 113 ont permis de faire la distinction entre deux types de microbiotes : l’un pauvre en lactobacilles et l’autre dominé par les lactobacilles, qui constituent un marqueur de bonne santé vaginale. Le profil métabolique obtenu par DESI-MS a également permis de prédire les taux de différents marqueurs immunitaires (IL-1β, IL-8, C3b/iC3b, IgG3, IgG2, MBL – Mannose- Binding Lectine) mesurés dans un sous-groupe de 391 femmes. Certains de ces marqueurs (C3b, IL-1β, IgG2, IgG3) ont été retrouvés en grandes quantités dans les microbiotes vaginaux pauvres en lactobacilles, indiquant une activation de la réponse immunitaire innée et adaptative locale.

Dans une dernière série de tests, le profil métabolique vaginal obtenu par DESI-MS n’a pas permis de prédire de manière fiable le risque direct de naissance prématurée. Les chercheurs prévoient cependant des applications cliniques potentielles. Le suivi des métabolites vaginaux par DESI-MS pourrait permettre de détecter des modifications dans le microbiote vaginal ainsi que les marqueurs immunitaires locaux associés à la naissance prématurée.

Le microbiote intestinal module la réponse au traitement du cancer de la prostate

^{Pernigoni N, Zagato E, Calcinotto A, et al. Commensal bacteria promote endocrine resistance in prostate cancer through androgen biosynthesis. Science 2021 Oct 8;374(6564):216-224.}

Le cancer de la prostate (CP) est l’un des cancers les plus fréquents chez les hommes. Étant donné que la croissance et la progression de ces tumeurs dépendent du taux d’androgènes, on utilise chez ces patients un traitement par suppression androgénique, au moyen d’une castration chirurgicale ou chimique. Néanmoins, certains patients développent un cancer de la prostate résistant à la castration (CPRC) entraînant une progression tumorale, et de nouvelles stratégies thérapeutiques sont donc à l’étude. De récentes études ayant mis en évidence le rôle du microbiote dans le développement du cancer et le succès du traitement, les auteurs ont utilisé des modèles murins de CP et des données de patients afin d’évaluer le rôle du microbiote intestinal dans la carcinogenèse du CP. Un enrichissement en bactéries du genre Ruminococcus et de l’espèce Bacteroides acidifaciens a été détecté après le développement d’un CPRC, mais l’ablation du microbiote intestinal a ralenti la croissance tumorale chez les souris atteintes de CPRC. La transplantation de microbiote fécal (TMF) résistant à la castration à partir de souris résistantes à la castration et l’administration de R. gnavus ont augmenté les taux circulants d’androgènes et favorisé la croissance tumorale et la résistance à la castration. La croissance du CP a été contrôlée grâce à une TMF à partir de patients hormonosensibles et à l’administration de Prevotella stercorea. On a observé chez les patients atteints d’un CPRC un enrichissement en bactéries des genres Ruminococcus et Bacteroides, associées à un mauvais pronostic, alors que chez les patients hormonosensibles, il y avait une abondance plus importante du genre Prevotella, lié à un pronostic plus favorable.

Chez les souris et les patients ayant fait l’objet d’une suppression androgénique, le microbiote intestinal commensal produit des androgènes qui, via la circulation systémique, favorisent la croissance tumorale et la résistance à la castration. La modulation du microbiote intestinal pourrait donc théoriquement être ajoutée à l’arsenal thérapeutique du CP.

Association entre dysbiose intestinale et bronchopneumopathie obstructive

^{Li N, Dai Z, Wang Z, et al. Gut microbiota dysbiosis contributes to the development of chronic obstructive pulmonary disease. Respir Res 2021 Oct 25;22(1):274.}

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) désigne un ensemble de maladies respiratoires (emphysème, bronchite et asthme) caractérisées par une détresse respiratoire progressive. De récentes études ont montré que des modifications du microbiote intestinal étaient liées au développement de la maladie dans les poumons. Essentiellement considérée comme une maladie respiratoire, la BPCO coexiste souvent avec les maladies chroniques du tractus gastro-intestinal. Dans cette étude, les auteurs se sont intéressés aux liens entre l’axe intestin-poumon et la BPCO. Des analyses de selles ont montré que les patients atteints de BPCO sévère présentaient une abondance plus faible de bactéries du phylum Bacteroidetes mais une abondance plus élevée de bactéries du phylum Firmicutes. Au niveau des familles de bactéries, l’abondance de Prevotellaceae était plus importante dans la BPCO légère, alors que celle de Bacteroidaceae et Fusobacteriaceae était plus faible dans la BPCO sévère que chez les témoins sains. Les taux d’acides gras à chaîne courte (AGCC) étaient significativement plus faibles dans la BPCO sévère. La transplantation de microbiote fécal (TMF) de patients atteints de BPCO à des souris a entraîné une réduction significative du poids et une hypersécrétion de mucus au niveau des voies respiratoires chez la souris. Une accélération du déclin de la fonction respiratoire a été détectée chez les souris ayant reçu la TMF lors d’une exposition à la fumée de biomasse. Cette étude a montré que les patients atteints de BPCO présentaient une dysbiose du microbiote intestinal avec une réduction des taux d’AGCC. Ces modifications sont probablement liées à l’inflammation des voies respiratoires et à la progression de la BPCO.

Impact des comédications sur l'efficacité du traitement par inhibiteur de point de contrôle immunitaire

^{Kostine M, Mauric E, Tison A, et al. Baseline co-medications may alter the anti-tumoural effect of checkpoint inhibitors as well as the risk of immune-related adverse effects. Eur J Cancer 2021 Nov;157:474-484.}

Les inhibiteurs de point de contrôle immunitaire (ICI) ont considérablement amélioré le pronostic de plusieurs cancers avancés. Des données ont montré que le microbiote intestinal était susceptible de moduler la réponse au traitement par ICI, et également d’être impliqué dans la pathogenèse des événements indésirables immuno-médiés (EIim). Alors que les antibiotiques sont connus pour dégrader le pronostic des patients cancéreux traités par ICI, on en sait peu sur l’effet qu’exercent sur le microbiote différentes comédications administrées lors de la mise en route de l’ICI. Dans cette étude, les auteurs ont examiné l’effet de comédications administrées 1 mois avant ou après l’ICI sur les résultats du traitement et la survenue d’EIim.

L’utilisation d’antibiotiques, de glucocorticoïdes (dose journalière > 10 mg), d’inhibiteurs de la pompe à protons, de psychotropes, de morphine et d’insuline était associée à une réduction significative de la survie et de la réponse tumorale. Ces médicaments utilisés en association ont davantage diminué la survie qu’en monothérapie. Ces médicaments ont également été associés à une diminution de l’incidence des EIim. La co-administration de statines, d’inhibiteurs de l’enzyme de conversion et/ou d’antagonistes des récepteurs de l’angiotensine II, d’anti-inflammatoires non stéroïdiens, d’aspirine et d’antidiabétiques oraux n’a pas eu d’impact sur la survie des patients.

Cette étude a montré que les comédications influaient à la fois sur la réponse au traitement par ICI et sur les EIim. L’impact des comédications pourrait être médié par le microbiote ou d’autres mécanismes immunomodulateurs. Dans la pratique clinique, les comédications doivent être évaluées avec attention au moment de la mise en route d’un traitement par ICI. Lorsque cela est possible, les médicaments exerçant un impact négatif sur les ICI doivent être évités.

En 2020, le thème de la Journée mondiale de la santé digestive, sponsorisée par l’Organisation mondiale de gastro-entérologie (WGO), était l’aspect mondial du microbiote. Eamonn MM Quigley, au nom des nombreux collaborateurs qui ont contribué à ce programme, en a présenté un compte rendu avec notamment une présentation générale du microbiote intestinal. Il a décrit les facteurs qui influent sur le microbiote et façonnent son développement de la naissance à la petite enfance et a souligné le rôle de l’alimentation tout au long de la vie. Il a été suggéré que le microbiote jouait un rôle dans de nombreuses maladies, mais beaucoup d’études décrivent une association, et non un lien de causalité.

La transplantation de microbiote fécal

Le potentiel thérapeutique du microbiote est immense. Francisco Guarner a présenté une actualisation des recommandations de la WGO sur les probiotiques et Pavel Drastich a parlé du thème fascinant de la transplantation de microbiote fécal (TMF). Ce dernier a mis en balance l’efficacité de la TMF dans l’infection à Clostridioides difficile et les données beaucoup plus mitigées dans d’autres maladies, la rectocolite hémorragique étant celle tirant le mieux son épingle du jeu (même si les données concernant cette maladie sont toujours considérées comme de qualité modérée). Ici, l’interprétation des résultats est perturbée par les mêmes facteurs que ceux qui faussent tant d’études sur la TMF, à savoir la variabilité de la population sélectionnée, des critères d’évaluation et des protocoles d’étude. Il existe en effet des disparités très problématiques, notamment concernant la forme des selles utilisées (fraîches vs congelées), la voie d’administration (sonde naso-jéjunale vs lavement vs coloscopie vs gélules), le nombre de traitements (unique vs multiples) et la source des matières fécales (donneur unique vs donneurs multiples).

Mais le plus intéressant a été l’aperçu qu’il nous a donné de l’avenir de la TMF. Il prédit en effet une évolution par rapport à ce que nous connaissons aujourd’hui (à savoir des échantillons de selles entières), avec le développement de combinaisons spécifiques ou consortiums de micro-organismes (domaine qui fait l’objet d’une activité scientifique et commerciale intense) ou encore l’élaboration de molécules biologiquement et thérapeutiquement actives à partir de microorganismes. Mirjana Rajilic-Stojanovic a décrit plus précisément les promesses et les limites de la TMF dans le SII. Les facteurs de confusion sont ici parfaitement décrits : un phénotype très hétérogène avec des symptômes de nature et de sévérité variables qui fluctuent avec le temps, une compréhension incomplète du rôle du microbiote et, dans le meilleur des cas, une idée approximative de la façon dont la TMF pourrait agir. Pas étonnant que les résultats obtenus à ce jour soient si variables.

La situation actuelle de la recherche sur le microbiote

Francisco Guarner a abordé, dans le cadre de l’une des sessions d’ouverture du programme, un thème pas encore abordé dans cet article : la situation actuelle de la recherche sur le microbiote. C’était une conférence parfaitement pertinente et opportune dans le contexte de l’épidémie de Covid-19 et de la crise internationale de la résistance aux antibiotiques ; est-il en effet encore besoin de rappeler l’importance des micro-organismes qui cohabitent avec nous sur cette planète ? Il est revenu sur le thème de l’aspect mondial en rappelant l’importance de la mauvaise alimentation dans le risque de mortalité et il a habilement précisé que cette alimentation n’avait pas seulement un impact négatif sur les êtres humains mais également sur leurs bactéries, et en particulier celles produisant du butyrate.

Or, une faible diversité microbienne intestinale a été associée à de nombreuses maladies, dont l’un des exemples les plus frappants est l’asthme infantile. Il a ensuite souligné les insuffisances d’une approche taxonomique de l’étude du microbiote dans les maladies. Il a illustré ce point en montrant que chez les personnes normales, la composition du microbiote intestinal est extrêmement dynamique ; en effet, jusqu’à 90 % des souches apparaissent et disparaissent avec le temps ! Il a donc appelé à adopter une nouvelle approche pour la définition de ce qu’est un microbiote normal ou anormal (eubiose vs dysbiose, termes préférés par certains), davantage axée sur la capacité fonctionnelle et la stabilité écologique (intégrant des concepts tels que la résistance aux variations structurelles des communautés avec le temps et la résilience, c’est-àdire la capacité à revenir rapidement à la situation initiale en cas de perturbation par un antibiotique par exemple). Il s’agit de concepts essentiels, qui reflètent le mouvement actuel s’écartant de la simple énumération des nombres de micro-organismes, des espèces et des souches, pour aller vers la description du potentiel fonctionnel à l’aide de la métagénomique et l’analyse des produits métaboliques par la métabolomique et la métatranscriptomique.

Que sait-on déjà à ce sujet ?

Les bactéries résistantes aux antibiotiques sont la cause de nombreux décès en période néonatale. L’émergence de bactéries résistantes est favorisée par l’utilisation d’antibiotiques. Cela est associé à un nombre plus abondant de gènes de résistance aux antibiotiques (ARGs) portés par ces souches bactériennes résistantes ou multi-résistantes. Ces ARGs sont transmis entre bactéries par des éléments génétiques mobiles (MGEs). Par ailleurs, on sait que le type d’alimentation modifie le microbiote intestinal, ainsi que la quantité d’ARGs. C’est la magnitude de l’impact de l’alimentation sur la résistance qui n’est pas bien décrite dans la littérature.

Quels sont les principaux résultats apportés par cette étude ?

Les auteurs ont inclus 46 prématurés nés entre 26 et 37 semaines de grossesse ; 21 étaient alimentés avec du lait infantile, 20 avec du lait de mère enrichi et 5 avec du lait maternel. Les selles étaient récupérées dans les 36 jours pour analyser la composition du microbiote intestinal et la présence d’ARGs. Trente nourrissons ont reçu un traitement par antibiotiques : le recueil de selles était réalisé environ 2 semaines après la fin du traitement pour limiter les facteurs confondants.

Pour comparer les résultats avec les données issues de la littérature, une métaanalyse regroupant 5 études et incluant 696 nouveau-nés avec des données similaires a été examinée en parallèle.

Les résultats indiquent que les nouveaunés ayant été alimentés avec du lait infantile avaient une quantité significativement plus élevée d’ARGs que les nouveau- nés ayant reçu du lait maternel enrichi (x 3,6 ; IC95% 1,61-8,9) ou du lait maternel (x 4,3 ; IC95% 1,61-11,56) (p < 0,01) (Figure 1). L’abondance des MGEs était augmentée de manière similaire (p < 0,05).

Les Enterobacteriaceae, dont il est connu que le génome contient plus d’ARGs mobiles, avaient une abondance plus élevée chez les nourrissons alimentés avec une formule pour nourrissons (p < 0,05) (Figure 2) et tendait à être inversement corrélée à l’âge gestationnel (p < 0,1). L’abondance des ARGs diminuait avec une grossesse plus longue (x 0,72 ; IC95% 0,57-0,89) (p < 0,001). Plusieurs ARGs étaient plus abondants chez des nouveau-nés alimentés avec du lait infantile incluant des gènes codant pour des béta-lactamases à spectre étendu présents chez les Klebsiella (p < 0,05).

Des résultats similaires étaient retrouvés dans la méta-analyse : on observe une augmentation relative de 70 % des ARGs chez les nouveau-nés alimentés avec des préparations pour nourrissons (p = 0,013). La médiane des ARGs était plus élevée chez ces nouveau-nés alimentés avec des préparations pour nourrissons dans l’ensemble des cohortes (Figure 3). Enfin, l’analyse du microbiote intestinal révèle que les bactéries appartenant auxfamilles Bifidobacteriaceae, Veillonellaceae, Clostridiaceae, Lachnospiraceae et Porphyromonadaceae (comprenant des bactéries anaérobies strictes) étaient diminuées chez les nouveau-nés alimentés avec des formules pour nourrissons ; à l’inverse, les bactéries anaérobies facultatives appartenant aux Enterobacteriaceae, Staphyloccoccaceae et Enterococcaceae étaient augmentés (p < 0,05). De même, plusieurs espèces potentiellement pathogènes incluant des espèces anaérobies facultatives comme S. aureus, S. epidermidis, K. pneumoniae, K. oxytoca, et une espèce anaérobie stricte Clostridioides difficile étaient enrichis chez les nouveau-nés alimentés avec des formules pour nourrissons (p < 0,001). Ainsi, l’utilisation de formules infantiles favorise la prolifération de bactéries pathogènes possédant des ARGs.

Quels sont les conséquences en pratique ?

Ces résultats sont en faveur du bénéfice de l’allaitement maternel. L’alimentation des nouveau-nés prématurés avec des formules pour nourrissons est associée à une augmentation de 70 % des ARGs par rapport à ceux alimentés exclusivement avec du lait maternel. L’enrichissement de ce type de lait entraîne une augmentation moindre de ces ARGs.

Que sait-on sur déjà à ce sujet ?

Le microbiote intestinal joue un rôle majeur dans le développement du système immunitaire et le maintien de l’homéostasie immunitaire. Le microbiote intestinal n’influence pas seulement le système immunitaire au niveau local mais aussi au niveau systémique, en maintenant une réponse immunitaire équilibrée. Comme pour un large éventail de maladies telles que l’obésité, les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, les troubles neuropsychiatriques et le cancer colorectal (CCR), une perturbation de l’équilibre microbien, dysbiose, a été impliquée.

Une des affections malignes les plus fréquemment diagnostiquées, le CCR, reste la principale cause de décès liée au cancer dans le monde avec des facteurs de risque associés au mode de vie (alimentation, tabac, alcool) ou l’obésité… Or tous ces facteurs sont étroitement liés à des modifications de la composition du microbiote intestinal sain.

Les patients atteints de CCR présentent un microbiote intestinal altéré avec une augmentation de certains taxons tels que Bacteroides ou Fusobacterium [2] ainsi qu’une réduction des taxons bactériens appartenant à l’ordre des Clostridiales par rapport aux individus sains [3]. La grande majorité des tumeurs colorectales ont une faible immunogénicité et, par conséquent, ne répondent pas aux immunothérapies actuelles d’activation des cellules T. En effet, les anticorps monoclonaux anti-PD-1, anti PD-L1 et/ou anti-CTLA4 ne sont efficaces que dans ces 4 à 5 % des tumeurs du CCR, qui présentent un défaut de réparation des mésappariements ou une instabilité des microsatellites élevée [4]. Des études récentes ont montré comment certains membres du microbiote intestinal sont capables de moduler l’efficacité des traitements anticancéreux [5, 6]. Dans la présente étude, les auteurs ont cherché à évaluer si un cocktail de 4 souches bactériennes, spécifiquement associé à une faible charge tumorale dans un modèle expérimental de CCR, pourrait déclencher une réponse immunitaire antitumorale efficace.

Quels sont les principaux résultats apportés par cette étude ?

En partant de modèles animaux, les auteurs ont observé que les souris ayant un microbiote pauvre en bactéries de l’ordre des Clostridiales (familles des Ruminococcaceae et Lachnospiraceae) avaient une susceptibilité accrue au CCR. Sur la base de ces analyses, les auteurs ont sélectionné un mélange de quatre espèces de Clostridiales (CC4), à savoir Roseburia intestinalis, Eubacterium hallii (Anaerobutyricum hallii), Faecalibacterium prausnitzii et Anaerostipes caccae, dont l’abondance est diminuée chez les patients avec CCR, pour des études plus poussées sur des modèles murins. L’administration de CC4 avait un effet sur le microbiote des souris avec notamment une augmentation des espèces appartenant aux familles des Ruminococcaceae et Lachnospiraceae.

Dans plusieurs modèles de cancer solide, incluant CCR, poumon et sein, l’administration de CC4 avait pour effet de ralentir la croissance tumorale. Ce bénéfice était en grande partie médié par les lymphocytes car il disparaissait chez des souris dépourvues de lymphocytes matures (souris Rag2 KO). Les principaux candidats sont les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques producteurs d’interféron gamma qui infiltrent massivement la tumeur chez les animaux recevant CC4. L’effet protecteur était aussi observé avec chacune des souches bactériennes individuellement et testé dans un modèle de CCR, mais avec un degré d’efficacité variable (Figure 1). L’effet thérapeutique n’était pas lié à la production de butyrate par les bactéries.

Enfin, dans le modèle de CCR (MC-38), le cocktail CC4 avait un effet supérieur à l’immunothérapie par anti-PD-1. Par ailleurs, aucun effet additif n’était observé chez les souris ayant reçu l’immunothérapie et les 4 bactéries.

Quelles sont les conséquences en pratique ?

Cette étude montre que, à côté d’un rôle adjuvant dans le traitement des cancers par immunothérapie, certaines bactéries du microbiote ont un effet anticancéreux propre dans des modèles de tumeurs solides chez la souris. Ces résultats ouvrent la possibilité de développer, chez l’homme, des traitements anticancéreux basés sur le microbiote intestinal. Leur utilisation pourra ainsi s’envisager seule ou en association avec d’autres traitements anticancéreux « conventionnels ». Il reste à déterminer les groupes de patients qui bénéficieront le plus de ce type d’approche thérapeutique.

Des signatures bactériennes chez les patients atteints de la Covid-19 

Alors que le microbiote intestinal a suscité un grand intérêt au sein de la communauté scientifique avec un rôle pivot dans les fonctions immunitaires et inflammatoires de l’hôte, nous avons cherché à déterminer si des modifications de la composition du microbiote intestinal étaient associées à une plus grande sévérité clinique de la Covid-19 [4]. Une étude transversale multicentrique nationale a été conduite chez 115 patients atteints de Covid-19 catégorisés en fonction des facteurs suivants : 1) lieu du rétablissement de la Covid-19 : ambulatoire (isolement au domicile), service hospitalier (chambre isolée) ou réanimation ; et 2) échelle de sévérité de la Covid-19 asymptomatique/forme légère à modérée ou sévère. Les patients atteints d’une forme sévère présentaient des modifications importantes de la composition du microbiote intestinal par rapport aux patients ayant une forme légère à modérée en ambulatoire ou admis en service hospitalier (Figure 1). Ces modifications comprenaient : 1) une plus faible diversité microbienne intestinale globale ; 2) une plus faible abondance de bactéries productrices de butyrate telles que celles appartenant aux genres Roseburia et Lachnospira ; 3) un ratio Firmicutes/Bacteroidetes plus faible ; 4) une plus forte abondance de protéobactéries. De plus, nous avons détecté le virus dans des échantillons fécaux, ce qui doit être pris en compte dans les recommandations de santé publique [5, 6]. Les publications d’autres équipes ont montré qu’une faible diversité pouvait constituer un biomarqueur clinique prédictif d’un risque accru de sévérité [7-9].

Le microbiote respiratoire chez les patients dans un état critique

À l’origine, les poumons sains étaient considérés comme stériles. Toutefois, au cours de la dernière décennie, l’application des techniques de recherche sur le microbiote a clairement prouvé le contraire. Les poumons sont colonisés par une charge bactérienne très faible par rapport à l’intestin [10]. Les différentes parties de l’appareil respiratoire (oropharynx, voies aériennes, poumons) présentent une diversité et des compositions différentes liées aux sources de colonisation, aux taux de colonisation, aux taux d’extinction et aux distances les séparant les unes des autres, d’après le modèle insulaire adapté où le « continent » est la cavité buccale [11]. De récentes études conduites chez des patients atteints d’une forme sévère de Covid-19 ont montré une dysbiose du microbiote des voies aériennes (analysé dans des échantillons de liquide de LBA) similaire à la dysbiose observée lors d’infections des voies respiratoires inférieures comme la pneumonie [12, 13]. En outre, Acinetobacter – un bacille pathogène à Gram négatif non fermentaire commun dans la pneumonie acquise sous ventilation mécanique, l’infection acquise en réanimation la plus sévère chez les patients sous ventilation mécanique invasive – était un genre bactérien fréquemment rencontré dans les tissus pulmonaires de patients décédés [14]. La présence de certains pathogènes dans les poumons des patients décédés et dans la cavité buccale est liée à la migration dans le modèle insulaire adapté. [15] Dans le contexte du dérèglement immunitaire associé à la Covid-19, plusieurs études épidémiologiques ont révélé un risque accru d’infections nosocomiales, et notamment de pneumonie acquise sous ventilation mécanique comme notre groupe l’a montré. Dans notre étude, nous avons observé que les patients atteints de Covid-19 avaient deux fois plus de risques de présenter une pneumonie acquise sous ventilation mécanique que les patients non-Covid-19 [16].

Microbiote intestinal, système nerveux central et neurodéveloppement 

Le microbiote intestinal (MI) humain est composé d’environ 10¹³ micro-organismes, pour la plupart des bactéries, des champignons et des virus. Le MI joue un rôle central dans la santé humaine en assurant de nombreuses fonctions : barrière intestinale, modulation de la réponse immunitaire et de la synthèse métabolique, ou encore protection directe contre les infections. La dysbiose, caractérisée par un déséquilibre du MI, a été associée à différentes maladies telles que les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), les cancers, le diabète ou l’obésité [4]. Des éléments concordants suggèrent également l’existence d’interactions importantes entre le MI et le système nerveux central (SNC) [5] (Figure 1).

Des interactions réciproques entre le cerveau et le MI sont assurées par des métabolites microbiens (principalement des acides gras à chaîne courte) et des modulateurs immunitaires, directement par le franchissement des barrières hémato-intestinale et hémato-encéphalique et indirectement par la stimulation du nerf vague [6]. Des preuves appuient l’implication du MI dans la régulation des comportements et des fonctions cognitives chez l’être humain – en particulier les capacités socio-communicationnelles – même si les mécanismes exacts demeurent inconnus [5].

Les TSA sont des troubles du neurodéveloppement caractérisés par des difficultés de communication et d’interactions sociales et des comportements répétitifs/ stéréotypés, apparaissant dans l’enfance et touchant environ 1 % de la population générale. Les TSA sont en grande partie d’origine génétique, avec une héritabilité estimée atteignant 0,8-0,9, mais des événements environnementaux pré- et postnataux pourraient constituer des facteurs déclenchants ou des modulateurs de la sévérité des symptômes. La trajectoire du développement du cerveau aux premiers stades de la vie se chevauche avec celle du MI. En effet, ce dernier commence à se développer peu après la naissance et sa composition se stabilise pour adopter un profil proche de celui de l’adulte vers l’âge de 3 ans. Dans les premiers temps, la composition du MI est fortement influencée par des facteurs environnementaux tels que le lieu de naissance, le mode d’accouchement, l’allaitement et les xénobiotiques (utilisation d’antibiotiques p. ex.).

Les souris « axéniques » constituent un modèle totalement dépourvu de micro-organismes, microbiologiquement stérile (aucun organisme vivant ne peut être mis en culture). Les modèles murins axéniques sont très utiles pour déchiffrer les mécanismes expliquant les rôles joués par le MI dans le neurodéveloppement, mais également les relations existant entre le microbiote et la maladie. Des études ont montré que les souris axéniques présentaient (i) un défaut de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique ; (ii) un volume cérébral plus important ; (iii) une expression génique indiquant une microglie plus immature et une moindre réponse immunitaire microgliale ; (iv) une augmentation de la myélinisation ; et (v) une diminution de l’expression du facteur neurotrophique dérivé du cerveau et d’une sous-unité des récepteurs N-méthyl-D-aspartate [5, 7]. Toutes ces données soulignent le rôle du MI dans la formation et l’intégrité de la barrière hémato- encéphalique, la neurogenèse, l’homéostasie microgliale, la myélinisation et la croissance/fonction cérébrale.

Microbiote intestinal, symptômes gastro-intestinaux et Troubles du Spectre de l'Autisme

Les souris axéniques ont présenté des comportements de type autistique tels que l’évitement social, des comportements répétitifs/ stéréotypés et un manque d’intérêt pour la nouveauté sociale. Certains de ces comportements ont disparu après colonisation par un MI provenant de souris de type sauvage, alors que la colonisation par un MI provenant de modèles murins de TSA a accentué ces comportements. Le MI semble en effet crucial pour la programmation et la présentation des capacités sociales et des comportements adaptatifs [8].

Un nombre croissant de preuves montrent que les symptômes GI sont sur-représentés chez les enfants atteints de TSA. Des symptômes GI tels que douleur abdominale, constipation et diarrhée sont rapportés chez près de 30 à 50 % des patients atteints de TSA et ils impactent fortement la qualité de vie des enfants [1]. La sévérité des symptômes GI a été corrélée à celle des symptômes autistiques et la dysbiose intestinale est bien documentée, même s’il n’existe pas encore de signature spécifique liée aux symptômes autistiques. Des études analysant le MI ont rapporté des différences au niveau de la diversité microbienne ainsi que des anomalies dans les profils des métabolites par rapport aux témoins sains. Deux récentes méta-analyses étudiant la composition du MI chez des patients atteints de TSA ont rapporté une diminution du genre Bifidobacterium et une augmentation des genres Faecalibacterium et Clostridium chez les patients atteints de TSA [9, 10] par rapport aux témoins. L’analyse du métabolome fécal a également montré une augmentation du p-crésol, un métabolite bactérien dérivé de la tyrosine, chez les personnes atteintes de TSA. Toutes ces données pourraient indiquer une association potentielle entre les anomalies du MI et les symptômes GI chez les patients atteints de TSA.

Cependant, la plupart des études présentent des résultats hétérogènes et des limites méthodologiques. Il existe en effet des facteurs de confusion qui constituent un inconvénient majeur, notamment le fait que ces études soient conduites dans des pays différents, avec des habitudes alimentaires et des modes de vie différents. D’ailleurs, une étude récente portant sur une vaste cohorte de 247 patients atteints de TSA n’a pas mis en évidence de lien direct entre le diagnostic de TSA ou les symptômes autistiques et la dysbiose du MI. La dysbiose a été associée à une alimentation moins diversifiée, qui est fréquente chez les patients atteints de TSA [8].

La modulation du microbiote intestinal dans les Troubles du Spectre de l'Autisme 

Un nombre croissant d’études ont analysé l’impact potentiel des stratégies thérapeutiques basées sur le microbiote sur l’amélioration des symptômes GI et des symptômes typiques de l’autisme chez les personnes atteintes de TSA.

Les probiotiques, des micro-organismes vivants, ont été utilisés dans les TSA et pourraient avoir un effet bénéfique chez les patients concernés. Des études précliniques ont montré une augmentation des interactions sociales avec une supplémentation en probiotiques (Bacteroides fragilis NCTC9343, Lactobacillus reuteri MM4-1A) dans des modèles murins de TSA. L’amélioration de la communication sociale était liée à une augmentation de l’expression d’ocytocine dans le SNC. Chez l’être humain, plusieurs études ont fait état d’effets positifs des traitements probiotiques sur la composition du MI et les symptômes GI dans les TSA [11]. Cependant, peu ont rapporté une amélioration des symptômes typiques de l’autisme. Dans la plupart des essais cliniques utilisant des probiotiques chez des autistes, on a observé des disparités en termes de probiotiques utilisés, de dose administrée par jour ou au total, et de durée du traitement. Même si certaines études suggèrent que les probiotiques pourraient être intéressants pour prévenir les symptômes GI chez les patients atteints de TSA, les résultats doivent être répliqués afin de garantir l’effet positif de cette stratégie.

De la même manière, l’efficacité des prébiotiques, comme le galacto-oligosaccharide (GOS) ou le fructo-oligosaccharide, a été étudiée dans les TSA [12]. Des souris soumises à un stress chronique ont montré une altération du MI et une diminution de l’intérêt social. Avec ce modèle murin, l’administration des prébiotiques a été associée à une augmentation des interactions sociales chez ces souris. Chez l’être humain, l’utilisation de GOS associé à une alimentation sans caséine et sans gluten a montré une amélioration des symptômes GI et des interactions sociales ainsi qu’une augmentation de l’abondance de Bifidobacterium dans le MI. Des études cliniques randomisées en double aveugle appropriées sont nécessaires pour confirmer les données préliminaires.

La transplantation de microbiote fécal (TMF) a également été étudiée dans les TSA. La TMF consiste à transplanter le MI d’un donneur afin de modifier le MI du receveur. Son efficacité dans l’infection à Clostridioides difficile est désormais bien démontrée, même chez l’enfant. Récemment, un essai clinique exploratoire en ouvert et non randomisé portant sur 18 enfants atteints de TSA et présentant des symptômes GI a évalué l’effet de la thérapie de transfert de microbiote (TTM) - un protocole de TMF modifié [13]. La TTM comprenait un traitement antibiotique de 2 semaines, une préparation colique puis le transfert de microbiote consistant en l’administration d’une forte dose par voie orale ou rectale suivie d’une dose d’entretien par voie orale pendant 7 à 8 semaines. Des événements indésirables (comportements perturbateurs, hyperkinésie) ont été observés au début du traitement par vancomycine, mais ont disparu spontanément après 3 jours de traitement. Le protocole TTM a entraîné une amélioration significative des symptômes GI après le suivi de 8 semaines. Plus surprenant, une amélioration des symptômes typiques de l’autisme (comportements stéréotypés et répétitifs, altération des capacités de communication sociale) a également été observée 8 semaines après la TTM. Il est intéressant de noter que l’amélioration des symptômes GI et autistiques a persisté 2 ans après le traitement et qu’elle était corrélée à une augmentation de la diversité du MI [14]. Deux ans après la TTM, la réduction moyenne du score total à l’échelle GSRS (Gastrointestinal Symptom Rating Scale) était toujours de plus de 50 %. Les variations des symptômes autistiques mesurées à l’aide des échelles CARS (Childhood Autism Rating Scale), SRS (Social Responsiveness Scale) ou ABC (Autistic Behavior Checklist) étaient toutes positivement corrélées aux pourcentages de variation des scores GSRS. Ces résultats ne sont pas encore confirmés par des études randomisées en double aveugle et contrôlées versus placebo.

Récemment, un essai clinique pilote en ouvert conduit dans les TSA a évalué l’effet d’un adsorbant GI administré par voie orale (AB-2004) qui module différents métabolites du MI. Les auteurs ont fait état d’une diminution des comportements de type anxieux chez la souris, induite par une diminution de métabolites microbiens intestinaux [15]. Ils ont également présenté les résultats préliminaires d’un essai clinique au cours duquel une dose d’AB- 2004 ajustée en fonction du poids a été administrée pendant 8 semaines à 30 adolescents atteints de TSA. À la semaine 8, des taux réduits de métabolites du MI ont été observés dans le plasma et l’urine. Plus intéressant encore, après le traitement, un nombre moins important de patients présentaient des symptômes GI mais également des comportements associés aux TSA, à savoir l’anxiété et l’irritabilité. Un effet rémanent a également été observé, avec une persistance de l’efficacité 4 semaines après l’arrêt du traitement [15]. Les facteurs reliant les améliorations cliniques et l’administration d’AB-2004 doivent encore être déterminés, et des facteurs indirects n’ont pas été étudiés, notamment l’effet de l’AB-2004 sur les modifications nutritionnelles, le statut immunitaire ou la fonction GI. Des études en double aveugle contrôlées versus placebo à plus grande échelle sont nécessaires pour mieux comprendre le rôle de l’AB-2004 dans la communication sociale chez l’être humain.

Face à l’absence de traitement spécifique pour les symptômes GI et autistiques chez les patients atteints de TSA, de nouvelles stratégies thérapeutiques bien tolérées ciblant le MI ou les métabolites microbiens, telles que la TMF/TTM, doivent être davantage évaluées, en particulier aux stades précoces et critiques du développement cérébral pendant l’enfance.