Quels sont les facteurs qui interviennent dans le développement du microbiote et la maturation du système immunitaire au cours de la petite enfance ?

Immunité

La naissance constitue le plus gros changement environnemental de toute la vie. En effet le nouveau-né est exposé pour la première fois à une variété incalculable de microbes qui colonisent toutes les surfaces de son corps et entraînent l’établissement du microbiote commensal parallèlement à celui du système immunitaire. De nombreux facteurs interviennent dans la composition du microbiote intestinal et la maturation du système immunitaire du nouveau-né (Fig 3). Des anomalies dans le dialogue entre le microbiote et le système immunitaire à chaque étape du développement peuvent avoir des effets à long terme sur la susceptibilité aux maladies¹³.

A propos de cet article

Auteur

Dr Pascal Lavoie, MD, PhD

Néonatologiste

Maître de conférences, Service de Pédiatrie de l’Université de Colombie Britannique, Vancouver, Canada.

Son principal domaine d’expertise est le développement du système immunitaire du nouveau-né et du nourrisson ainsi que les troubles associés.

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Publié le 02 décembre 2021

Mis à jour le 07 décembre 2021

La naissance a un impact sur la composition du microbiote intestinal…

Par le Dr Travis J. De Wolfe

Le mode d’accouchement détermine le type de bactéries de la mère qui seront transmises à l’intestin du nouveau-né¹⁴. Les bébés nés par voie basse sont souvent porteurs de nombreuses bactéries intestinales qui synthétisent les lipopolysaccharides (LPS), un composant essentiel de la membrane des bactéries à Gram négatif capable d’entraîner le système immunitaire humain à répondre correctement aux menaces microbiennes¹⁵. En revanche, les bébés nés par césarienne sont prédisposés à la colonisation par des pathogènes opportunistes nosocomiaux¹⁴.

…ET SUR LA MATURATION DE LA STRUCTURE DU SYSTÈME IMMUNITAIRE

Ces différences de colonisation microbienne initiale peuvent affecter la maturation ultérieure des structures lymphoïdes innées locales et altérer la population de lymphocytes T régulateurs (Treg), ce qui peut avoir des effets à long terme sur la physiologie intestinale humaine. La maturation des lymphocytes T et l’induction de facteurs immunitaires peuvent protéger contre les maladies auto-immunes (diabète, sclérose en plaques...) qui se manifestent plus tard au cours de la vie ou, au contraire, contribuer dans certains cas à l’apparition de ces maladies^15,16.

L'impact des antibiotiques sur le système immunitaire

Par le Dr Pascal Lavoie

Si les antibiotiques sont essentiels pour traiter les infections bactériennes graves, l’exposition inutile aux antibiotiques (c’est-à-dire lorsque l’infection est causée par un virus) doit être évitée car elle peut avoir de graves conséquences pour la santé. Chez l’adulte, l’utilisation prolongée d’antibiotiques peut conduire à la prolifération d’une bactérie pathogène intestinale appelée Clostridioides difficile. Cette bactérie peut entraîner de graves complications, parfois mortelles, notamment chez les personnes âgées¹⁷. L’abus d’antibiotiques favoriserait également la résistance aux antimicrobiens, ce qui limiterait les options thérapeutiques disponibles face à d’éventuelles infections¹⁸. Dans des modèles animaux, la perturbation du microbiote intestinal par les antibiotiques affecte le fonctionnement du système immunitaire et les seuils de réponse immunitaire¹⁹. Les données collectées chez l’homme indiquent que l’utilisation inutile d’antibiotiques augmenterait le risque de développer des pathologies chroniques, tels que le diabète de type I, l’asthme, les allergies ou encore l’obésité²⁰. Il est bien connu que l’utilisation prolongée d’antibiotiques (> 1 semaine) réduit la diversité du microbiote intestinal, les nouveau-nés prématurés étant les plus vulnérables aux perturbations du microbiote. L’utilisation prolongée d’antibiotiques à large spectre chez la mère ou le nouveau-né prématuré réduit la diversité bactérienne de l’intestin, augmentant ainsi le risque de sepsis et d’entérocolite nécrosante^21. Globalement, les données collectées chez l’homme plaident en faveur de l’idée selon laquelle le microbiote intestinal joue un rôle majeur en aidant les bébés à devenir des adultes en bonne santé. Si les risques liés à l’exposition excessive aux antibiotiques sont moindres chez l’adulte, ils n’en impactent pas moins le développement des réponses immunitaires. C’est pourquoi à tout âge les antibiotiques ne doivent être utilisés qu’en cas d’absolue nécessité.

La dysbiose n’est pas un concept universel et sa définition dépend de chaque individu et de son état de santé. Selon une définition fréquente, la dysbiose est une altération de la composition et du fonctionnement du microbiote provoquée par une série de facteurs environnementaux et individuels qui perturbent l’écosystème bactérien⁹

^{Tout au long de la grossesse, des métabolites microbiens (dérivés du microbiote de la mère et de son alimentation) exercent une influence sur le développement du système immunitaire du foetus. La colonisation du microbiote commence dès la naissance, parallèlement au développement du système immunitaire. À ce stade, le nouveau-né se trouve encore sous protection maternelle grâce à l’allaitement : en effet, le lait maternel contient des antigènes bactériens dérivés de la mère qui stimulent la maturation du système immunitaire muqueux du nouveau-né. En ce qui concerne la colonisation du microbiote intestinal, ce sont les familles de bactéries Enterococcacae, Clostridiaceae, Lactobacillaceae, Bifidobacteriaceae et Streptococcaceae qui prédominent au cours des premières semaines de la vie. L’introduction d’aliments solides dans le régime du bébé provoque une augmentation de la diversité du microbiote intestinal, lequel se rapproche alors de celui d’un adulte : les Bifidobacteriaceae deviennent moins abondantes alors que Bacteroides, Ruminococcus et Clostridium gagnent en prévalence. Le type d’accouchement, l’allaitement, l’introduction d’aliments solides et la prise d’antibiotiques sont autant de facteurs qui façonnent le microbiote et le système immunitaire du nouveau-né.}

Preuve de concept: la colonisation du microbiote intestinal est essentielle pour le développement du système immunitaire

Par le Dr Travis J. De Wolfe

Des études réalisées sur des souris axéniques montrent le rôle important que joue le microbiote pour empêcher le développement d’un système immunitaire défaillant²². Alors que les souris axéniques ont une capacité réduite de production de lymphocytes T auxiliaires CD4+, la colonisation sélective de ces souris par des Clostridia, un groupe de bactéries commensales, peut induire la production de ces cellules qui ensuite stimulent les défenses antimicrobiennes et protègent contre les infections de pathogènes²³. Les souris axéniques ont une carence d’anticorps de type IgA, qui constituent un autre composant critique du système immunitaire. Ces anticorps fixent les bactéries commensales et les empêchent de s’échapper du tube digestif. La colonisation sélective des souris axéniques par une souche d’Escherichia coli ou par différentes souches de Bacteroides déclenche la restauration/normalisation rapide des IgA^24,25.

Sources

^{13 Kalbermatter C, Fernandez Trigo N, Christensen S, et al. Maternal Microbiota, Early Life Colonization and Breast Milk Drive Immune Development in the Newborn. Front Immunol. 2021 May 13;12:683022.}

^{14 Shao Y, Forster SC, Tsaliki E, et al. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth. Nature. 2019 Oct;574(7776):117-121.}

^{15 Wampach L, Heintz-Buschart A, Fritz JV, et al. Birth mode is associated with earliest strain-conferred gut microbiome functions and immunostimulatory potential. Nat Commun. 2018 Nov 30;9(1):5091.}

^{16 Vatanen T, Kostic AD, d'Hennezel E, et al. Variation in Microbiome LPS Immunogenicity Contributes to Autoimmunity in Humans. Cell. 2016 May 5;165(4):842-53.}

^{17 Guh AY, Kutty PK. Clostridioides difficile Infection. Ann Intern Med. 2018 Oct 2;169(7):ITC49-ITC64.}

^{18 Costelloe C, Metcalfe C, Lovering A, et al. Effect of antibiotic prescribing in primary care on antimicrobial resistance in individual patients: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2010 May 18;340:c2096.}

^{19 Konstantinidis T, Tsigalou C, Karvelas A, et al. Effects of Antibiotics upon the Gut Microbiome: A Review of the Literature. Biomedicines. 2020 Nov 16;8(11):502.}

^{20 Sarkar A, Yoo JY, Valeria Ozorio Dutra S, et al. The Association between Early-Life Gut Microbiota and Long-Term Health and Diseases. J Clin Med. 2021 Jan 25;10(3):459.}

^{21 Walker WA. The importance of appropriate initial bacterial colonization of the intestine in newborn, child, and adult health. Pediatr Res. 2017 Sep;82(3):387-395.}

^{22 Sommer F, Bäckhed F. The gut microbiota--masters of host development and physiology. Nat Rev Microbiol. 2013 Apr;11(4):227-38.}

^{23 Ivanov II, Atarashi K, Manel N, et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell. 2009 Oct 30;139(3):485-98.}