Les allergies alimentaires sont un dysfonctionnement du système immunitaire qui réagit de manière anormale immédiatement après l'ingestion d'un aliment particulier. Celui-ci, normalement inoffensif pour l’organisme, est alors appelé "allergène". Elles concerneraient 3 % de la population générale et 5 % des enfants.

De nombreux aliments en cause

Les produits susceptibles de déclencher une allergie alimentaire sont nombreux et diffèrent selon l'âge et les habitudes alimentaires de la personne. Les sites gouvernementaux mettent à jour régulièrement la liste des allergènes identifiés. Si les enfants sont plutôt sensibles à l'œuf, à l'arachide et au lait de vache, les adultes le sont davantage aux crustacés et mollusques, à certains fruits ou encore au soja.
A la différence de l'intolérance alimentaire, les symptômes d'une allergie alimentaire apparaissent brutalement : ils peuvent être d'ordre digestif, respiratoire ou cutané. L'œdème de Quincke, une crise d'asthme ou un choc anaphylactique constituent une urgence vitale.

Un déséquilibre du microbiote

Il n’est pas expliqué pourquoi certains aliments engendrent une réaction immunitaire inadaptée. Des études ont très vite permis de relier ces phénomènes allergiques avec une altération du microbiote : les patients allergiques ont tous un microbiote différent des individus sains. L'observation de la dysbiose chez les personnes touchées a montré que certaines bactéries seraient responsables de l’apparition d’une hypersensibilité à des protéines alimentaires

Les probiotiques en prévention ?

Si le principal traitement des allergies alimentaires est l'éviction des aliments en cause, de nombreuses études suggèrent qu’une modulation du microbiote par des probiotiques et des prébiotiques pourrait prévenir le développement des allergies.

L'alcool et l'obésité, responsables des maladies du foie

Les maladies du foie (hépatopathies) présentent divers degrés de sévérité, qui vont de la stéatose, bénigne et réversible, au carcinome hépatocellulaire (cancer du foie), en passant par l'inflammation hépatique (NASH), l'hépatite, la fibrose et la cirrhose. Asymptomatiques dans leurs formes peu graves, les hépatopathies peuvent se manifester par un ictère (jaunisse), des nausées, une fièvre, dans leurs formes avancées.

Si l'abus d'alcool est une cause connue d'hépatopathies d'origine alimentaire (maladies alcooliques du foie ou MAF), le surpoids et l'obésité le sont moins. Et pourtant, les stéatopathies métaboliques (ou NAFLD) qu'elles provoquent représentent la première cause d'hépatopathies chroniques dans les pays industrialisés.

La dysbiose intestinale, co-facteur des maladies du foie

Il semble toutefois que ces facteurs de risque ne suffisent pas à eux seuls à induire une hépatopathie. L'existence d'un déséquilibre du microbiote intestinal serait également impliquée. Pour preuve, tous les patients atteints d'une hépatopathie, quelle qu'en soit sa cause, présentent une dysbiose et une altération de la barrière intestinale. Et plus l'atteinte hépatique est grave, plus la dysbiose est importante.

Probiotiques, prébiotiques et greffe fécale, trois pistes de recherche prometteuses

Le traitement actuel des maladies du foie inclut des règles hygiéno-diététiques (perte de poids et activité physique), associées ou non à des traitements médicaux plus ou moins lourds (médicaments, greffe du foie).

Le rôle du microbiote ne faisant plus de doutes, sa modification par des prébiotiques, des probiotiques et par greffe fécale constitue une voie de recherche prometteuse à titre préventif et thérapeutique.

Recommandé par notre communauté

Le syndrome métabolique n’est pas une maladie à proprement parler ; sa définition répond à l’existence, chez une même personne, d'une obésité abdominale (tour de taille > 94 cm pour les hommes, 80 cm pour les femmes), associée à au moins deux des problèmes suivants : taux d’insuline anormalement élevé, hypertriglycéridémie, hypertension artérielle, hyperglycémie, taux de HDL-cholestérol ("bon cholestérol") trop faible.

La France épargnée

Avec 14 à 21 % de personnes touchées, contre un quart des Américains et jusqu'à 46 % des Grecs, la France reste quelque peu épargnée par l'"épidémie" de syndrome métabolique. Mais cette situation ne devrait pas durer...

Une mauvaise hygiène de vie, principal facteur de risque

Outre des prédispositions génétiques probables, c’est une mauvaise hygiène de vie qui est à l’origine du syndrome métabolique. La "malbouffe", associée à une activité physique insuffisante, provoque des dysfonctions métaboliques qui déclenchent une inflammation chronique, elle-même responsable de désordres métaboliques. S'instaure un cercle vicieux auquel participerait le déséquilibre du microbiote intestinal ou dysbiose.

Pas de signes visibles

A l'exception de l'obésité, le syndrome métabolique n'a pas de signes visibles puisque dès lors que des symptômes apparaissent, cela signifie que le syndrome s’est mué en maladie : diabète de type 2, athérosclérose, maladie cardiovasculaire…

Manger mieux, bouger plus

Pour l’heure, il n’existe aucun traitement du syndrome métabolique. Les seules consignes médicales qui s'appliquent aussi bien en prévention qu'à titre curatif sont une alimentation équilibrée, privilégiant les aliments à faible indice glycémique, et la pratique régulière et soutenue d'une activité physique. Si la piste des probiotiques et prébiotiques comme régulateurs de la prise alimentaire et du poids se confirme, elle pourrait également s'inscrire dans la prise en charge du syndrome métabolique.

Un microbiote au cœur de notre santé

La série MICROREVEAL vise à sensibiliser à l’importance des microbiotes sur notre quotidien. Après avoir décrypté dans le 1er épisode les déséquilibres du microbiote vaginal, la journaliste Louise Ekland s’intéresse désormais au microbiote intestinal. Plus connu sous le nom de « flore intestinale » ce microbiote est composé de plus de 100 000 milliards de micro-organismes (bactéries, levures, virus) et fait partie des microbiotes les plus riches de notre corps !

Un rôle dans la diarrhée, mais pas que !

Dans ce nouvel épisode, Julie souffre de diarrhée. Pour l’éclairer sur ce trouble, Louise a interrogé le Docteur Alexis Mosca. Véritable écosystème, le microbiote intestinal évolue au cours de la vie et varie selon de nombreux facteurs externes (alimentation, prise d’antibiotiques…) et internes (l’origine géographique...). Sa composition serait associée à de nombreuses maladies (diarrhée associée aux antibiotiques, allergies etc..).

Ces dernières années, le lien entre dysbiose intestinale et certaines maladies comme le syndrome métabolique, l’obésité, le diabète, est devenu évident. Parmi les solutions envisagées la transplantation de microbiote fécal (TMF)¹, aurait un potentiel thérapeutique contre ces pathologies. Plus récemment, la transplantation de virome fécale (TVF) - communauté virale du microbiote - s’est montrée efficace pour éliminer les symptômes des patients atteints d’une infection récurrente à Clostridioides difficile. En effet, la communauté virale intestinale, dominée par les bactériophages, aurait un rôle clé sur la structure du microbiote.

La TVF pour normaliser poids et métabolisme

Afin d’évaluer le potentiel de la TVF pour restaurer un phénotype mince initialement obèse, certains paramètres physiologiques (poids, glycémie) et l’expression de gènes clés du métabolisme ont été mesurés chez des souris minces (LF)² et des souris recevant un régime gras (HF)² pendant 14 semaines. Résultats : La TVF provenant d'un donneur LF a diminué la prise de poids, a normalisé la glycémie et l'homéostasie énergétique chez les souris HF. En particulier 7 gènes, impliqués, entre autres, dans les voies de signalisation de la leptine, le métabolisme du glucose et la lipolyse, ont été impactés, suggérant aussi un effet bénéfique de la TVF sur le poids et le métabolisme.

Un bénéfice via une modulation intestinal

Un traitement préalable à l’ampicilline (Amp)² chez les souris HF a rendu inefficace la TVF, laissant penser que le bénéfice de la TVF passerait par une modulation du microbiote intestinal. En effet, les différents traitements (TVF ou TVF + Amp), ont modifié l’indice de diversité Shannon viral et bactérien des souris HF. Sans surprise, l’Amp et/ou le régime HF induisent une baisse de la diversité bactérienne, qui est restaurée avec une TVF vers un niveau similaire aux souris LF. Quant à la diversité virale, elle semble peu impactée par le régime HF mais a été fortement augmentée avec l’Amp, qu’elle ait été suivie ou non par une TVF. La prise d’Amp aurait pour conséquence l’induction de prophages³ modifiant profondément les communautés bactériennes et virales, qui ne seraient que partiellement restaurées par la TVF.

Microbiote et métabolome impactés

La TVF influencerait fortement la composition bactérienne et virale du microbiote intestinal des souris receveuses. En effet, le profil microbien du groupe HF+TVF était significativement différent de celui des deux groupes HF et LF. En cause, la grande diversité virale au sein des groupes LF et des régimes alimentaires distincts, LF vs HF. Même constat pour le profil de certains métabolites circulants associés à l’obésité, où des différences significatives entre les groupes HF+TVF et HF et LF ont été observées. Ainsi, les virus transférés moduleraient la composition du microbiote entrainant ainsi un changement vers un phénotype plus proche des souris minces. Cette preuve de concept souligne l’intérêt de poursuivre chez l’Homme l’évaluation de la TVF pour traiter les maladies associées à une dysbiose du microbiote.

^{1) La TMF est utilisée pour l’heure uniquement contre les infections récurrentes à Clostridioides difficile (anciennement appelé Clostridium difficile).}

^{2) Cinq groupes traitements : LF « Low Fat » : groupe contrôle, souris minces recevant un régime normal ; HF « High Fat » : souris recevant un régime riche en graisses pendant 14 semaines ; HF + ampicilline (Amp) ; HF + Amp + TVF; HF + TVF ; traitement Amp : 24h avant le traitement TVF ; traitement TVF : au cours des semaines 6 et 7.}

^{3) Le prophage correspond à la forme du bactériophage lorsqu'il est inséré dans le génome de la bactérie infectée}

Lorsque l’on vous dit « lactobacilles », vous pensez peut-être au yaourt, riche en ces bactéries, ou à votre microbiote intestinal. Mais saviez-vous que ces micro-organismes en forme de bâtonnets, qui produisent de l’acide lactique (d’où leur nom), sont également présents dans vos voies nasales ?

Davantage de lactobacilles dans les nez sans sinusite

La comparaison du microbiote des voies respiratoires supérieures d’une centaine de personnes saines avec celui de plus de 200 patients souffrant de rhinosinusite chronique le montre : les lactobacilles (sidenote: Lactobacilles Bactérie en forme de batônnet, dont la caractéristique principale est de produire de l’acide lactique. C’est pour cela que l’on parle de « bactéries lactiques ».  Ces bactéries sont présentes chez l’homme au niveau des microbiotes oral, vaginal, intestinal, mais aussi sur les plantes ou chez les animaux. On peut les consommer dans les produits fermentés : produits laitiers comme certains fromages et yaourts, mais aussi des d’autres types d’aliments fermentés : les cornichons, la choucroute etc.. Les lactobacillus sont aussi consommés dans les probiotiques, certaines espèces étant reconnues pour leurs propriétés bénéfiques.     W. H. Holzapfel et B. J. Wood, The Genera of Lactic Acid Bacteria, 2, Springer-Verlag, 1st ed. 1995 (2012), 411 p. « The genus Lactobacillus par W. P. Hammes, R. F. Vogel Tannock GW. A special fondness for lactobacilli. Appl Environ Microbiol. 2004 Jun;70(6):3189-94. 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. ) sont plus nombreux dans les cavités nasales (nez et nasopharynx) des personnes saines que chez celles souffrant de rhinosinusite chronique. En les observant de plus près dans des « nez sains », les chercheurs se sont rendus compte de quelques spécificités qui les rendent particulièrement adaptées aux voies aériennes supérieures. À commencer par leur capacité à vivre dans un milieu riche en oxygène (le nez), plutôt qu’au fond d’un yaourt (sans oxygène), grâce à l’acquisition d’outils leur permettant de résister à cet environnement.

Quand la colonisation tient à quelques poils

Mais surtout, certains types de Lactobacillus casei (une espèce de lactobacilles) isolés dans les nez sains, arborent de multiples poils qui leur permettent d’adhérer fortement aux parois nasales. Tel Spider-Man se lançant à l’assaut d’un immeuble, ces lactobacilles spécifiques peuvent escalader nos cavités nasales contre vents (éternuements) et marées (écoulements). Une fois en place, L. casei inhibera les agents infectieux qui ne pourront s’installer en terrain déjà conquis, et dont la croissance sera entravée par l’acide lactique produit par ces lactobacilles.

Bientôt un spray probiotique ?

Ces premiers résultats ont poussé les chercheurs à tester un spray contenant ces « lactobacilles à poils » auprès de 20 volontaires sains. Il en ressort que les bactéries semblent parvenir à s’implanter, au moins temporairement, dans les cavités nasales. Ainsi, le rôle bénéfique des lactobacilles serait loin de se cantonner aux seuls microbiotes intestinal et vaginal. Leur effet sur les voies respiratoires, jusque-là largement méconnu, offre de nouvelles pistes de traitement dans les affections respiratoires chroniques.

La maladie d’Alzheimer est la plus fréquente des pathologies neurodégénératives. On en ignore encore les mécanismes exacts, mais il semble désormais certain que le microbiote intestinal participe à son développement. Lui-même étant influencé par ce que nous mangeons, l’idée de prévenir cette maladie par notre alimentation fait son chemin. Le régime méditerranéen et le régime cétogène - connu pour son action sur le microbiote intestinal et sur le cerveau - seraient particulièrement indiqués. Encore faut-il comprendre comment ils agissent sur la progression de la maladie...

Un régime combiné

Des chercheurs américains ont donc tenté d’identifier des marqueurs microbiens et cérébraux des premiers stades de la maladie, afin d’observer l’impact de l’alimentation sur son développement. Pour cela, ils ont recruté 17 individus - 11 patients présentant un trouble cognitif modéré (stade précoce de la maladie), et 6 personnes en bonne santé - qu’ils ont soumis alternativement à deux sortes d’alimentation : l’une combinant les principes du régime méditerranéen à celui du régime cétogène, l’autre pauvre en graisses et riche en glucides. Ils ont également comparé leur microbiote intestinal, avant et après ces régimes.

Des « signatures » bactériennes du déclin cognitif

Malgré une diversité microbienne relativement comparable entre individus sains et malades avant et après l’adoption de l’un des deux régimes, les chercheurs ont identifié chez les patients plusieurs marqueurs (dont l’activité de certaines bactériennes intestinales) qui pourraient servir à détecter un déclin cognitif modéré. Ils ont par ailleurs constaté que les deux régimes modifiaient le microbiote intestinal des participants, mais avec des effets très différents selon le type de régime et selon l’état cognitif des participants. Ces résultats ouvrent la voie à la mise en place de nouvelles études pour définir les nouveaux marqueurs du déclin cognitif liés au le microbiote intestinal et comprendre comment ces interactions avec l’alimentation pourraient améliorer l’état des patients à haut risque, concluent les scientifiques.

La maladie rénale chronique (MRC) est associée à des modifications spécifiques du microbiote intestinal et de métabolites circulants. Pourtant, les fonctions du microbiote et sa relation complexe avec le métabolisme de l'hôte durant la progression de la MRC demeurent peu comprises. D’où cette étude auprès de 72 patients atteints de MRC à différents stades de sévérité (26 cas légers, 26 modérés et 20 avancés) et 20 témoins ayant une fonction rénale intacte. Un séquençage en shotgun (sidenote: Technique de séquençage d’ADN haut débit, dite de « séquençage aléatoire » qui permet de séquencer de grandes quantités d’ADN en des temps records. Cette méthode peut être utilisée pour séquencer des génomes entiers par exemple )  des fèces a été réalisé ainsi qu’un profilage des métabolites sanguins ciblant les acides biliaires (AB), les acides gras à chaînes courtes et moyennes et les toxines urémiques.

Une signature bactérienne et métabolique

Treize espèces bactériennes et 6 métabolites circulants étaient significativement modifiées (hausse ou baisse) des stades précoces à avancés, ou seulement à un (ou des) stade(s) particulier(s). Ainsi, Bacteroides eggerthii permettait de différencier les témoins des patients aux stades précoces de la MRC tandis que Prevotella sp. 885 était corrélée avec l'excrétion d'urée et reflétait la progression de la maladie. Certaines bactéries intestinales seraient donc des biomarqueurs utiles pour le diagnostic précoce et le suivi de la MRC. Côté métabolites, l'acide propionique diminuait de manière significative aux stades tardifs et discriminait fortement les patients à un stade avancé.

Des pistes étiologiques

Les gènes bactériens liés à la biosynthèse des AB secondaires s’avéraient plus présents au stade précoce, indiquant que la conversion des AB primaires en AB secondaires par les bactéries intestinales aurait lieu au début du déclin de la fonction rénale. Aux stades avancés, les voies liées :

- d’une part au métabolisme de lipides (sidenote: Stéroïdes, étherlipides, acides gras polyinsaturés ) , probablement impliqués dans le syndrome métabolique – syndrome souvent associé à une dyslipidémie, connu pour être un facteur étiologique de la MRC -,

- et d’autre part à la biosynthèse des lipopolysaccharides (LPS, endotoxines inflammatoires) étaient enrichies. Ainsi, les modifications du métabolisme du microbiote et l'inflammation de l'hôte contribueraient à la santé rénale.

Des associations bactéries-métabolites

Enfin, l’équipe a identifié des bactéries intestinales liées aux changements des métabolites circulants, suggérant une implication potentielle du microbiote intestinal dans la pathogenèse des MRC. Ainsi, la nette diminution chez les patients atteints de MRC de B. eggerthii était corrélée à la synthèse des AB secondaires à un stade précoce. De même, la synthèse accrue des LPS aux stades avancés serait en partie attribuée à une augmentation d'Escherichia coli et d'autres Enterobacteriaceae. Ces associations bactéries-métabolites pourraient indiquer soit que l'espèce produit ce métabolite, soit que le métabolite favorise/inhibe la croissance de cette espèce. Ainsi, cette meilleure compréhension de la relation entre les espèces intestinales et le métabolisme de l'hôte à différents stades de la MRC, offre des pistes potentielles d’étiologie et de diagnostic de la maladie.

L'hypercholestérolémie, c'est-à-dire un taux de cholestérol circulant élevé, est fortement associée au développement et à la progression des maladies cardiovasculaires, qui sont à l'origine d'un décès sur quatre dans les pays industrialisés (sidenote: Source: Goldstein, J.L., and Brown, M.S. (2015). A century of cholesterol and coronaries: from plaques to genes to statins. Cell 161, 161–172. ) . Les médicaments tels que les statines sont des stratégies permettant d’abaisser le taux de cholestérol sanguin. Malheureusement, ces molécules n’agissent pas sur le cholestérol apporté par l’alimentation et peuvent avoir de nombreux effets secondaires. Et si une nouvelle piste pour la prise en charge de l’hypercholestérolémie se trouvait au fond de nos intestins ?

Mise à nu du mécanisme en jeu chez l’homme

Des chercheurs viennent d’identifier au sein du microbiote intestinal le mécanisme de dégradation du cholestérol dans l'intestin par certaines bactéries, diminuant ainsi son taux fécal et sanguin. L'idée que des bactéries intestinales peuvent dégrader le cholestérol n'est pas nouvelle car cette activité bactérienne était déjà bien connue depuis une centaine d’année. Mais le fonctionnement précis n’avait jamais pu être identifié chez l’homme, car la plupart des bactéries sont difficiles à cultiver dans des boîtes de pétri en laboratoire, rendant leur étude très compliquée.

L’acteur clé, le gène IsmA

A l’aide de multiples méthodes d’analyses, les chercheurs ont identifié au sein de ces bactéries le gène « IsmA » (le gène du métabolisme stéroïde intestinal A) qui serait impliqué dans la dégradation du cholestérol au niveau intestinal. Ainsi, les personnes porteuses de ce gène au sein de leur microbiote intestinal avaient des quantités réduites (55 à 75%) de cholestérol dans leurs selles vs les personnes non-porteuses. Le taux de cholestérol sanguin était également réduit chez les personnes porteuses.

Vers de nouvelles stratégies thérapeutiques ?

Ces nouvelles recherches prometteuses laissent imaginer de nouvelles stratégies ciblant le microbiote intestinal : en introduisant ces bactéries qui dégradent le cholestérol dans le microbiote intestinal ou en augmentant leur abondance à l’aide de prébiotiques, il pourrait être possible de lutter contre un taux de cholestérol sanguin élevé.

Face aux troubles dépressifs majeurs, l’efficacité des traitements actuels, comme la fluoxétine, un inhibiteur sélectif de la recapture de la sérotonine, demeure partielle. Si le microbiote intestinal, sensible au stress chronique, représente une cible thérapeutique dans le traitement de la dépression, aucune étude n'avait évalué s’il pouvait affecter l'efficacité des antidépresseurs. C’est désormais chose faite grâce aux travaux d’une équipe française. Leur objectif : la dysbiose intestinale induite par le stress répété pourrait-elle être responsable de changements métaboliques ayant un impact sur le comportement émotionnel et sur la réponse aux médicaments sérotoninergiques ?

Transférer la dépression par transplantation fécale

Pour savoir si la dépression est transmissible, les chercheurs ont transplanté le microbiote intestinal provenant d’un modèle murin de stress chronique modéré, à des souris receveuses saines préalablement traitées aux antibiotiques. Ils leur ont ainsi transféré la plupart des éléments de leur dysbiose. Chez les receveuses, on observait alors un comportement semblable à une dépression : une réduction de la neurogénèse dans l'hippocampe et des taux de sérotonine (limitation de sa synthèse et de sa recapture, stimulation de sa dégradation). Le tryptophane, acide aminé alimentaire précurseur de la sérotonine dont le métabolisme pourrait être modifié par la dysbiose, semble impliqué, ses teneurs sériques étant inférieures chez les receveuses. Enfin, les perturbations décrites sont exacerbées par la transplantation, les souris receveuses étant plus affectées que les donneuses ; cet écart pourrait s'expliquer par la diminution d'un cluster bactérien, en corrélation avec les niveaux de tryptophane.

Une résistance aux antidépresseurs

Autre effet notable du transfert fécal : l’altération des effets antidépresseurs et neurogènes de la fluoxétine chez les souris transplantées (mais pas chez les donneuses). Les taux de sérotonine dans l’hippocampe n’étaient pas augmentés par l’antidépresseur qui ne parvenait à restaurer ni des niveaux normaux de synthèse, ni de recapture, ni de dégradation du neurotransmetteur. Un traitement avec un précurseur immédiat de la sérotonine (le 5-HTP¹, dérivé hydroxylé du tryptophane) rétablissait en revanche les niveaux de sérotonine dans l'hippocampe, améliorait la neurogénèse et soulageait la dépression.

Un mécanisme, une thérapie et un biomarqueur

Une dysbiose intestinale pourrait donc expliquer la pathogénèse de certaines formes dedépression et le manque d'efficacité de la fluoxétine via des altérations de la voie sérotoninergique du métabolisme du tryptophane. Selon les auteurs, la modulation des micro-organismes impliqués dans le catabolisme du tryptophane représenterait une stratégie thérapeutique envisageable. Et les niveaux plasmatiques de tryptophane pourraient orienter, en tant que biomarqueur, les choix thérapeutiques. Néanmoins, ces travaux restent à valider chez l’homme.