RÉPONSES COURTES AUX GRANDES QUESTIONS

Le microbiome intestinal est une communauté complexe de microorganismes qui interagissent entre eux et avec l’hôte pour moduler les processus biologiques essentiels à notre santé. Dans l’intestin, environ 10e14 bactéries constituent jusqu’à 2 kg de biomasse microbienne, ce qui représente plus que le nombre de cellules humaines. Chaque individu porte en moyenne près de 200 espèces et chaque microbiome est unique. Les phyla bactériens, tels que les Firmicutes, les Bacteroidetes et les Actinobactéries, sont dominants avec une abondance relative de 90%.

La coexistence symbiotique entre les humains et leur microbiome intestinal respectif s’établit à la naissance, se façonne pendant les premières années de la vie et se stabilise vers l’âge adulte. Le microbiome intestinal bénéficie d’un environnement stable et d’un apport en nutriments dans le tractus intestinal. En retour, les microorganismes du microbiome intestinal jouent un rôle clé dans diverses fonctions physiologiques humaines. Ils produisent des nutriments utiles, stimulent notre système immunitaire et empêchent les agents pathogènes de s’installer. L’idée actuelle est en fait que les humains, comme la majorité des espèces de la planète, sont des « holobionts », une association co-évolutive entre un organisme supérieur (eucaryote) et ses microbes.

La diversité microbienne est une mesure du nombre d’espèces différentes et, sur la base d’indices de diversité, de leur répartition uniforme dans la communauté. Nous savons aujourd’hui qu’un microbiome intestinal riche et diversifié est essentiel à notre santé et qu’il est associé à la résilience et au maintien de la redondance fonctionnelle. Au contraire, une réduction de la diversité et de la richesse microbienne dans l’intestin conduit à un état d’instabilité de cette communauté, ce qui a des répercussions sur notre santé. Une faible diversité microbienne a été associée à des problèmes de santé à court et à long terme, tels que les maladies intestinales, les allergies, le diabète, l’obésité, l’autisme, le cancer colorectal et la cirrhose.

L’alimentation joue un rôle essentiel dans la modulation du microbiote intestinal à court et à long terme. Des facteurs tels qu’une consommation élevée de fibres ou une alimentation diversifiée sont corrélés à une plus grande diversité du microbiome intestinal. L’un des défis à venir sera le développement d’une nutrition personnalisée, prenant en compte les caractéristiques du microbiome intestinal de l’hôte au départ et les facteurs environnementaux pour mieux explorer les réponses du microbiome au régime alimentaire interventionnel.

La structure et la composition du microbiome intestinal sont complexes et, une fois arrivé à maturité – vers 3 ans -, il empêche la prolifération des bactéries de l’environnement. C’est ce que l’on appelle une fonction de barrière qui bénéficie d’un microbiome riche et diversifié. Les bactéries sont avalées tous les jours, mais elles sont transitoires dans notre écosystème intestinal : les bactéries pathogènes sont éliminées, ou sont transportées de manière saine.

L’antibiothérapie est un traitement global : même dans le cas d’une infection de la peau ou d’un traitement de l’angine, certains transitent par l’intestin et détruisent une partie des bactéries microbiennes de l’intestin, ce qui entraîne une perte de richesse et de diversité et un affaiblissement de la fonction de barrière. Conséquences : une bactérie pathogène peut prendre le relais et provoquer une maladie. Chez l’adulte, on sait qu’un traitement antibiotique, même en une seule dose, perturbe fortement le microbiome. Mais, sauf dans le cas d’une antibiothérapie longue ou répétée, notre microbiome est résistant : après 1 à 2 mois, il a retrouvé sa composition initiale.

En cas de pathologie, notre microbiome se déséquilibre. Par exemple, dans le cas de la cirrhose (maladie du foie), où l’estomac est moins acide et les sels biliaires moins abondants, les bactéries ingérées par voie orale passent dans l’intestin sans être arrêtées. Plus la maladie est grave, plus le microbiome intestinal est altéré. Les principaux outils de diagnostic permettant de révéler la composition modifiée du microbiome intestinal comprennent le profilage du microbiome intestinal, le transfert du microbiome sain à un hôte malade ou la fourniture de probiotiques (bactéries) de nouvelle génération pour les traitements futurs. Ces nouvelles approches médicales sont étudiées dans le cadre de notre projet Homo symbiosus, lancé en 2019, avec un financement européen de 2,5 millions d’euros pour 5 ans. L’un des plus grands défis de la recherche sur le microbiome sera de déterminer si des changements dans le microbiome sont responsables de maladies spécifiques ou si ces changements en sont la conséquence.

La métagénomique est une méthode de séquençage à haut débit utilisée pour l’étude de tous les écosystèmes microbiens, y compris le microbiome intestinal. Deux technologies de séquençage sont actuellement utilisées : le séquençage de l’ADNr 16S et la métagénomique shotgun. Contrairement au séquençage de l’ADNr 16S, qui ne cible qu’un seul gène, la métagénomique shotgun étudie le métagénome entier – c’est-à-dire tous les gènes de tous les micro-organismes présents dans l’échantillon. Cette technique de séquençage fournit une image plus précise à des rangs taxonomiques plus fins que pour le séquençage de l’ADNr 16S. La métagénomique shotgun offre également la possibilité de prédire la fonctionnalité du contenu des gènes séquencés afin de formuler des hypothèses sur les potentiels fonctionnels du microbiome intestinal.