• Réduire le texte
  • Rétablir taille du texte
  • Augmenter le texte
  • Imprimer

Notre microbiote, une partie essentielle de nous-même

Le rôle essentiel du microbiote intestinal dans la santé humaine (immunité, digestion, détoxification etc.) commence à être compris grâce à l’analyse massive de l’ADN des bactéries qui le composent.

Visuel de l'article de présentation de la revue de l’Académie d’agriculture : « Notre microbiote, une partie essentielle de nous-même », par Gérard Corthier, 10 pages, 28 octobre 2013.. © Inra, Véronique Gavalda
Par Pascale Mollier
Mis à jour le 15/06/2016
Publié le 15/02/2016

Cet article présente la revue réalisée par Gérard Corthier pour l'Académie d'agriculture de France.

Nous sommes habités par une importante population microbienne située principalement dans le gros intestin. Les nouvelles méthodes de métagénomique permettent de mettre en relation la composition en espèces bactériennes de ce microbiote avec ses différentes fonctions. Une moindre diversité bactérienne est en particulier corrélée avec certaines pathologies : maladies inflammatoires de l’intestin, obésité.

Quelques chiffres :

  • Taille du tube digestif déplié : 400 m2 de surface de contact, contre 2 m2 pour la peau
  • Taille du microbiote dans le tube digestif : 100 000 milliards de bactéries (soit 2 kg !), environ 500 espèces bactériennes, 540 000 gènes bactériens.

Tous ressemblants mais tous uniques

Epithélium colique et flore intestinale. © Inra, ROCHET Violaine
© Inra, ROCHET Violaine

La plupart des bactéries du microbiote intestinal (80 %), ne sont pas cultivables séparément par les moyens disponibles actuellement. On les caractérise en séquençant l’ADN total présent dans les selles, puis en appliquant un traitement informatique qui permet progressivement de reconstituer le génome de chaque espèce bactérienne.

L’analyse de milliers d’individus a permis de dégager quelques données : trois groupes de bactéries dominent chez tous les individus (1), mais, à l’intérieur de ces groupes, chaque individu possède de nombreuses espèces qui lui sont spécifiques. On estime à environ 540 000 le nombre de gènes bactériens hébergés par un individu, dont 40 % sont communs avec la moitié des sujets analysés. Ainsi, nous sommes tous uniques en terme de diversité bactérienne, mais nous nous ressemblons tous. Selon le mélange de bactéries présentes dans le microbiote et leurs proportions, on peut classer les individus en trois « entérotypes » assez distincts.

Que serions-nous sans notre microbiote ?

"Naissance" de souris axéniques : afin d'obtenir une lignée d'animaux dont la flore intestinale est "vierge" (axénique), des souriceaux sont prélevés dans l'utérus de leur mère avant la naissance. Sitôt le prélèvement effectué, les souriceaux sont plongés dans un bain de bétadine et sont introduits dans un isolateur par un sas. Il reste alors à les "réanimer" en les massant doucement à l'aide d'un coton tige. Enfin les petits sont présentés à une mère adoptive, animal axénique issu d'une lignée antérieure.. © Inra, NICOLAS Bertrand
"Naissance" de souris axéniques : afin d'obtenir une lignée d'animaux dont la flore intestinale est "vierge" (axénique), des souriceaux sont prélevés dans l'utérus de leur mère avant la naissance. Sitôt le prélèvement effectué, les souriceaux sont plongés dans un bain de bétadine et sont introduits dans un isolateur par un sas. Il reste alors à les "réanimer" en les massant doucement à l'aide d'un coton tige. Enfin les petits sont présentés à une mère adoptive, animal axénique issu d'une lignée antérieure. © Inra, NICOLAS Bertrand

De nombreuses données sur les fonctions du microbiote proviennent de la comparaison entre des animaux (souris et rats) axéniques, c’est-à-dire dépourvus de microbiote intestinal, et des animaux normaux.

On observe chez les animaux axéniques un ensemble de symptômes, dont certains commencent à être expliqués :

- Activité des enzymes digestives plus faible : les bactéries, du côlon en particulier, transforment les nombreux substrats qui s’y trouvent : glucides et protéines non digérées dans l’estomac, sécrétions endogènes : débris cellulaires, enzymes, stérols. Les bactéries puisent dans ces substrats leur énergie et les constituants nécessaires à leur croissance et libèrent des métabolites, dont certains sont réabsorbés et réutilisés par l’organisme : acides gras à courtes chaînes, etc.

- Augmentation de la susceptibilité aux infections : le microbiote est nécessaire à la maturation su système immunitaire mais aussi à la fonction de barrière de l’épithélium intestinal contre les bactéries pathogènes : grâce au microbiote, les chances de survie d’une bactérie contaminante alimentaire sont extrêmement réduites.

- Besoins caloriques augmentés de 20 à 30 % pour maintenir la masse corporelle : le microbiote favorise l’absorption, donc la récupération par l’organisme,  des glucides et des lipides d’origine alimentaire. Le microbiote régule aussi le stockage des graisses.

- Intestin moins vascularisé, renouvelé moins vite, avec une couche de mucus plus importante.

De plus, la comparaison de puces ADN entre des animaux sans et avec microbiote met en évidence que le microbiote intestinal module l’expression d’une centaine de gènes chez l’hôte. Les recherches actuelles visent à identifier les molécules bactériennes impliquées dans ces régulations.

Microbiote et maladies intestinales

Des travaux récents (années 2010) montrent que le microbiote est directement impliqué dans les maladies inflammatoires de l’intestin : maladie de Crohn et rectocolite hémorragique. La maladie de Crohn est corrélée à l’absence d’une bactérie : Faecalibacterium prausnitzii, qui possède une action anti-inflammatoire (2). La rectocolite hémorragique a été quant à elle corrélée à un microbiote de faible diversité en espèces bactériennes.

Microbiote et obésité

Paris, Salon International du Machinisme Agricol 2003.. © Inra, MAITRE Christophe
© Inra, MAITRE Christophe

L’analyse du microbiote de cohortes d’individus obèses et non obèses met en évidence deux groupes de personnes différant par la diversité de leur microbiote. On trouve des obèses dans les deux groupes, mais le groupe « basse diversité » semble plus exposé aux complications liées à l’obésité : diabète de type 2, problèmes lipidiques, hépatiques, cardiovasculaires et peut-être certains cancers... Ces individus reprennent aussi plus rapidement plus de poids après un régime.

Six espèces bactériennes caractéristiques permettent de distinguer facilement les deux groupes, avec une précision de 95%. Ces résultats ouvrent la voie à l’établissement d’une méthode pour déterminer à quel groupe appartient un individu et estimer ainsi ses facteurs de risque (3).

L’analyse de cohortes de sujets ayant des dossiers santé bien documentés est nécessaire pour approfondir ces corrélations et donner des pistes pour dépister, prévenir ou traiter les maladies chroniques de l’intestin et l’obésité, avec des questions sous-jacentes : quel est le rôle de l’alimentation sur le microbiote ? Quelles sont les possibilités de modifier le microbiote pour des bénéfices santé ?

(1) Firmicutes, Bactéroïdes et Actinobacteria.

(2) Une équipe comprenant des chercheurs de l’Inra a caractérisé en 2015 une famille de protéines anti-inflammatoires secrétées par F. prausnitzii. Lire l'article

(3) Lire l’article

La revue complète

Lire la revue de l’Académie d’agriculture : « Notre microbiote, une partie essentielle de nous-même », par Gérard Corthier, 10 pages, 28 octobre 2013.

Revue de l’Académie d’agriculture : « Microbi

Sommaire :

  • Résumé
  • La diversité de notre microbiote digestif humain
  • Des bactéries dans nos aliments
  • Les « grandes fonctions santé » du microbiote
  • Comment relier la diversité du microbiote et les fonctions globales observées ?
  • Conclusion
  • Bibliographie

Avancées de l’Inra dans le domaine

Avec plus de 20 publications à son actif depuis 2006, dont six dans Nature et un dans Nature methods depuis 2010, l’Inra est le numéro Un mondial de la recherche sur la métagénomique humaine.

Dossiers

- Le microbiote intestinal  est avant tout protecteur. Son  dysfonctionnement a des incidences bien au-delà de la seule digestion, sur l’immunité voire sur le système nerveux. Lire le dossier.

- L'intestin en tant qu'organe de communication entre le corps et son environnement, la biodisponibilité intestinal des nutriments, la prévention des troubles digestifs et des allergies par l'alimentation. Lire le dossier.

Résultats récents

- Les liens entre le cerveau et le microbiote, ensemble de bactéries qui tapisse l’intestin, sont de mieux en mieux compris. Des chercheurs ont montré que des rats dépourvus de microbiote sont plus susceptibles au stress et à l’anxiété. Lire l’article.

- Faecalibacterium prausnitzii, une bactérie intestinale, possède des propriétés antalgiques, en plus des propriétés anti-inflammatoires déjà connues. Lire l’article.

- L’inégalité devant la toxicité hépatique de l’alcool dépend du microbiote intestinal. Lire l’article.

- L’impact d’un traitement antidiabétique, la metformine, sur le microbiote intestinal de personnes atteintes de diabète de type 2. Lire l’article.

- Les bactéries modifient les capacités de distribution et de stockage du fer dans les cellules intestinales. Le microbiote peut être considéré comme un nouveau régulateur physiopathologique de l’absorption intestinale du fer. Lire l’article.

- Les microbiotes les plus riches, c’est-à-dire présentant la plus grande diversité d’espèces de bactéries, s’observent chez des individus qui consomment la plus grande diversité d’aliments riches en fibres. Lire l’article.

- L’action sur le microbiote intestinal d’un produit laitier fermenté contenant des probiotiques. Lire l’article.

- Une découverte étonnante sur la façon dont les traitements de chimiothérapie anticancéreuse agissent plus efficacement grâce à l'aide du microbiote intestinal. Lire l’article.

Dispositif de recherche

- MetaHit (Metagenomics of the Human Intestinal Tract), programme européen coordonné par l’Inra (2008-2012), ouvre la voie à de nouvelles perspectives pour la santé et le bien-être humain, grâce à une approche innovante appelée métagénomique. Lire l’article.  Voir la vidéo.

- MétaGénoPolis, financé dans le cadre des investissements d’avenir en tant que démonstrateur préindustriel en biotechnologie, s’appuie sur les résultats de programmes européens antérieurs : MétaHIT, coordonné par Dusko Ehrlich et Micro-Obese, coordonné par Joël Doré. Lire l’article.

- Le métaprogramme MEM (Méta-omiques et écosystèmes microbiens) vise à appréhender dans leur globalité des écosystèmes microbiens complexes tels que l'ensemble des micoorganismes du sol, de l'intestin humain ou des aliments fermentés.

Portrait de Gérard Corthier. Gérard Corthier est directeur de recherche honoraire de l’Inra, correspondant national de l’Académie d’agriculture de France.. © Inra

L’auteur

Gérard Corthier est directeur de recherche honoraire de l’Inra, correspondant national de l’Académie d’agriculture de France.