Bases du microbiome 101
Écrit par : Simon Spichak, M.Sc
Mis à jour : November 18th, 2022
Dans les années 1670, un scientifique néerlandais du nom d’Antoine van Leeuwenhoek découvrit quelque chose d’inattendu en regardant à travers l’objectif de son microscope [1]. Chaque fois qu’il regardait un échantillon d’eau, de caca ou de terre sous son microscope, il remarquait ce qui ressemblait à des créatures qui se tortillaient qu’il appelait « de très petits animalcules ». Il a été parmi les premiers à découvrir la communauté de minuscules créatures vivant tout autour de nous et même à l’intérieur de notre tractus gastro-intestinal [1],[2].
Avance rapide quelques siècles plus tard. Nous savons maintenant que pendant des dizaines de millions d’années, une corne d’abondance de micro-organismes a co-évolué avec des mammifères [3]. Ils ont évolué pour vivre sur toutes les surfaces de notre corps et même à l’intérieur de notre intestin, avec des adaptations spéciales qui leur permettent d’utiliser tout ce que nous ne pouvons pas digérer.
Les microbes intestinaux nous aident à décomposer les aliments comme les fibres que nous ne serions pas capables de traiter autrement et sont également essentiels au développement du système immunitaire [4],[5]. Ils aident le corps à faire la différence entre les microbes dangereux qui causent des maladies et aident le système immunitaire à apprendre à ne pas s’attaquer. Ceci est une introduction à un monde à l’intérieur d’un monde – votre microbiome.
Qu’est-ce que le microbiome intestinal exactement ?
Il existe des milliards de micro-organismes vivant dans l’intestin, composés de dizaines d’espèces différentes exerçant des fonctions métaboliques importantes.
Le microbiome intestinal fait référence aux génomes collectifs de tous les organismes microbiens vivant dans cet espace [6]. Le microbiote intestinal fait référence aux individus eux-mêmes, plutôt qu’à leurs génomes [6]. Les créatures microbiennes s’étendent sur plusieurs lignées anciennes :
Archaebactéries : anciens organismes unicellulaires ressemblant à des bactéries
Bactéries : organismes unicellulaires simples étudiés le plus souvent dans le microbiome
Champignons : seules quelques espèces de champignons vivent généralement dans l’intestin humain ; nous ne savons pas exactement ce qu’ils font
Protozoaires : organismes unicellulaires plus complexes que les bactéries
Bactériophage : virus qui chassent et détruisent des types spécifiques de bactéries
Il y a à peu près autant de cellules bactériennes à l’intérieur de vous qu’il y a de cellules humaines [7]. Alors que les bactéries sont la partie la plus étudiée du microbiome, les scientifiques travaillent à une meilleure compréhension des autres types de microbes, en particulier les bactériophages.
Les microbiologistes mesurent le microbiome intestinal de la même manière qu’un écologiste observerait une forêt, une prairie ou une jungle. En utilisant une approche au niveau de l’écosystème, ils peuvent examiner la diversité alpha du microbiome en comptant combien de chaque type de microbe est présent dans un échantillon. Alors que généralement, des niveaux plus élevés de diversité alpha sont considérés comme bénéfiques, cette règle n’est pas toujours vraie [8]. En fait, nous ne savons pas à quoi ressemble le microbiome sain car il est différent pour tout le monde.
Le microbiome intestinal tout au long de la vie
On pense maintenant que les premiers microbes s’installent dans l’intestin pendant le processus d’accouchement. Remarquablement, il existe certaines différences entre le microbiome des bébés nés par césarienne et ceux nés par voie vaginale [9]. À partir de là, de nombreux autres facteurs ont un impact sur ce que les microbes font d’une maison : l’utilisation d’antibiotiques et la maladie, le lait maternel, le lait maternisé et d’autres facteurs de stress environnementaux [9].
La seule raison pour laquelle les bébés peuvent décomposer les sucres complexes à l’intérieur du lait maternel est grâce à l’aide de bifidobactéries spécialisées présentes dans le lait maternel qui s’installent ensuite dans l’intestin du nourrisson [10]. À mesure que de plus en plus d’aliments sont introduits dans la petite enfance, le nombre d’organismes microbiens différents augmente. L’exposition à ces microbes aide le système immunitaire à mûrir et prévient les réactions auto-immunes.
Au moment où un nourrisson atteint l’âge de deux ou trois ans, le microbiome devient relativement stable, ressemblant à ce à quoi il ressemblera pendant la majeure partie de l’âge adulte. Il change toujours au jour le jour en fonction du régime alimentaire, de l’exercice, du sommeil, des médicaments sur ordonnance et de nombreux autres facteurs. Mais comme la plupart des adultes ont une routine constante, le microbiome passe par une gamme de configurations régulières. Cela peut encore être modifié, cependant, si nous modifions radicalement notre alimentation et faisons de l’exercice, nous pouvons modifier notre microbiome. À mesure que nous vieillissons et que nous devenons plus fragiles, le microbiome commence à se désorganiser et à se déstabiliser [11].
Que sont les probiotiques, les prébiotiques et les symbiotiques ?
Il existe de nombreux produits différents conçus pour le microbiome, mais la terminologie peut prêter à confusion. Ceci est votre guide pour comprendre la définition de chacun et ce qu’ils peuvent et ne peuvent pas faire.
Probiotiques : selon l’Association scientifique internationale pour les probiotiques et les prébiotiques (ISAPP), ce sont : “des micro-organismes vivants qui, lorsqu’ils sont administrés en quantités adéquates, confèrent un avantage pour la santé à l’hôte[12]”.
Il s’agit d’une définition très précise à laquelle ne répondent pas tous les produits offerts sur le marché. D’une part, ces micro-organismes doivent être vivants et viables même lorsque vous les avalez, et ils doivent être dosés de manière appropriée. Bien que certains yaourts puissent contenir des microbes bénéfiques, ils peuvent ne pas répondre aux critères des probiotiques.
Prébiotiques : En termes simples, c’est de la nourriture pour les microbes. L’ISAPP définit un prébiotique comme “un substrat utilisé sélectivement par les micro-organismes hôtes conférant un bénéfice pour la santé [13]”. Cela inclut les fibres digestibles présentes dans les aliments comme le pain au levain que nous ne pouvons pas décomposer, mais nos microbes le peuvent.
Synbiotiques : Considérez un symbiotique comme une formulation spécifique composée d’un probiotique et d’un prébiotique emballés dans une seule capsule. L’ISAPP les définit comme “un mélange comprenant des micro-organismes vivants et un ou des substrats utilisés sélectivement par les micro-organismes hôtes qui confèrent un avantage pour la santé à l’hôte [14]”.
Comment savons-nous que les microbes intestinaux sont importants ?
Lorsque les scientifiques essaient de déterminer si un gène ou une protéine est important pour la santé, ils le retirent du système avec une expérience scientifique. Cela peut impliquer de créer un modèle de souris qui ne possède pas de gène ou de protéine spécifique. Dans le cas du microbiome, cela signifie élever des animaux en l’absence de tout microbe pour voir ce qui se passe.
Sans microbes, les animaux ne grandissent pas ou ne se développent pas correctement – il y a des problèmes avec l’intestin lui-même, le système immunitaire dans le corps et le cerveau ne mûrit pas, et les animaux ne peuvent pas traiter tous leurs nutriments [15]. Nous avons également fait des progrès dans la compréhension de l’importance du microbiome chez l’homme.
Avec n’importe quelle maladie ou trouble, y compris le syndrome du côlon irritable, les scientifiques ont remarqué qu’il existe des différences dans le microbiome. Mais nous ne savons pas si ces différences contribuent ou même causent la maladie ou si c’est l’inverse. De plus, de nombreuses personnes malades ou présentant des symptômes gastro-intestinaux changeront leur façon de manger, contribuant ainsi à cette énigme de la poule et de l’œuf.
Il existe de nombreuses preuves suggérant que le microbiome est important pour à peu près tout ce que fait notre corps, mais nous sommes toujours en train de décoder les détails. En attendant, voici ce que vous pouvez faire pour garder votre microbiome heureux et en bonne santé.
Conclusion
Remarquablement, le microbiome intestinal n’est pas un système statique – il change constamment en réponse à ce que vous mangez, à l’heure de la journée, à tous les médicaments que vous prenez et à cause de nombreux autres facteurs.
Une alimentation saine de style méditerranéen riche en légumes, légumes verts à feuilles, fruits, poisson et huile d’olive peut aider à nourrir votre microbiome. Ces aliments contiennent des fibres et des molécules non digestibles comme les polyphénols qui sont consommés et transformés par les bactéries intestinales en messagers utiles pour notre corps. Ces messages sont importants pour le bon transit intestinal, la digestion et le fonctionnement du système immunitaire [4], [5].
Une alimentation saine et constante aidera les microbes bénéfiques à établir leur niche dans l’intestin, à empêcher les organismes pathogènes d’entrer et à favoriser la santé digestive.
Principaux résultats de 2022
- Le microbiote intestinal joue un rôle dans l’efficacité de l’immunothérapie contre le cancer
2. Un pas vers la compréhension du rôle du microbiome dans le vieillissement
3. Utilisation de virus pour éliminer des microbes intestinaux spécifiques associés à la maladie du côlon irritable
4. Caractérisation d’une nouvelle molécule d’origine bactérienne qui modifie l’activité cérébrale et l’anxiété chez la souris
5. Understanding how the microbiome affects glucose control in people with Type 1 diabetes
6. Chez la souris, le microbiome intestinal a un impact sur les préférences alimentaires – bouleversant ce que vous mangez et vous suggérant de manger ce que vous êtes
7. Nous avons besoin de plus de diversité dans les ensembles de données sur le microbiome pour éliminer les biais de recherche
8. Le microbiome intestinal peut expliquer pourquoi certaines personnes ne répondent pas aussi bien à une classe de médicaments contre l’hypertension appelés statines
9. L’anatomie de la peau joue un rôle dans la détermination des microbes qui y vivent. Les contraintes qui existent entre les différents pores de notre peau peuvent être complètement différentes les unes des autres.
10. Les scientifiques séquencent et caractérisent des centaines d’espèces jusque-là inconnues
Références
- Antonie Van Leeuwenhoek.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., https://www.britannica.com/biography/Antonie-van-Leeuwenhoek.
- Pariente, Nonia. “A Field Is Born.” Nature News, Nature Publishing Group, 17 June 2019, https://www.nature.com/articles/d42859-019-00006-2.
- Groussin, Mathieu, Florent Mazel, and Eric J. Alm. « Co-evolution and co-speciation of host-gut bacteria systems. » Cell Host & Microbe 28.1 (2020): 12-22.
- Tilg, Herbert, and Alexander R. Moschen. « Food, immunity, and the microbiome. » Gastroenterology 148.6 (2015): 1107-1119.
- Thaiss, Christoph A., et al. « The microbiome and innate immunity. » Nature 535.7610 (2016): 65-74.
- Berg, Gabriele, et al. « Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. » Microbiome 8.1 (2020): 1-22.
- Sender, Ron, Shai Fuchs, and Ron Milo. « Are we really vastly outnumbered? Revisiting the ratio of bacterial to host cells in humans. » Cell 164.3 (2016): 337-340.
- Cowan, Caitlin SM. “Is High Diversity Always a Good Thing?” World Microbiome Day, 16 July 2020, https://worldmicrobiomeday.com/blog/is-high-diversity-always-a-good-thing/.
- Codagnone, Martin G., et al. « Programming bugs: microbiota and the developmental origins of brain health and disease. » Biological psychiatry 85.2 (2019): 150-163.
- Fehr, Kelsey, et al. « Breastmilk feeding practices are associated with the co-occurrence of bacteria in mothers’ milk and the infant gut: the CHILD cohort study. » Cell Host & Microbe 28.2 (2020): 285-297.
- Hill, Colin, et al. « The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. » Nature reviews Gastroenterology & hepatology 11.8 (2014): 506-514.
- Wilmanski, Tomasz, et al. « Gut microbiome pattern reflects healthy ageing and predicts survival in humans. » Nature metabolism 3.2 (2021): 274-286.
- Gibson, Glenn R., et al. « Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. » Nature reviews Gastroenterology & hepatology 14.8 (2017): 491-502.
- Swanson, Kelly S., et al. « The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics. » Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 17.11 (2020): 687-701.
- Spichak, Simon, et al. « Without a bug’s life: Germ-free rodents to interrogate microbiota-gut-neuroimmune interactions. » Drug Discovery Today: Disease Models 28 (2018): 79-93.
