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Mai 2014

Gastroenterology Special Issues

The gut microbiome in health and disease

La microbiologie classique a identifié des « individus » par leur culture, individus dangereux – comme le bacille de Koch – et a cherché à les éliminer par les antibiotiques ou à les prévenir par les vaccins.
La microbiologie du 21ième siècle s’intéresse aux systèmes microbiens, par exemple la flore du tube digestif – le microbiome (ou microbiote) intestinal, sujet de ce numéro spécial de 150 pages richement illustré de figures montrant les interactions bactéries-muqueuse-métabolites. Cette analyse est permise d’une part par le développement de l’analyse génétique (et surtout de la diminution de son coût puisque l’analyse d’un million de bases d’ADN est de 0,1 dollar soit 10.000 fois moins qu’il y a 10 ans) et d’autre part par le développement des outils informatiques.
L’analyse du microbiome comprend la génomique (analyse d’une sous-unité S16 de RNA ribosomial), la métagénomique (analyse de l’ADN total), la transcriptomique (analyse de l’expression des gènes transcrits car beaucoup ne sont pas exprimés), la métabolomique (analyse des métabolites produits retrouvés dans la lumière intestinale ou dans le sang).
L’analyse du microbiome permet de classer en familles (par exemple les firmicutes), ou suivant la richesse en gènes (les gènes du microbiome sont 150 fois plus nombreux que les gènes de l’organisme – les individus « riches » en gènes sont moins sujets à des maladies comme les MICI ou l’obésité). Outre les bactéries, il existe un virome (chaque individu héberge 10 virus en moyenne), une meiofaune qui comprend le mycobiome (candida, etc…) et des protozoaires tels que Giardia Lamblia. Ces analyses sont souvent basées sur des échantillons de selle donnant des résultats un peu différents de ceux obtenus sur des échantillons de muqueuse dont la flore peut être perturbée par le lavage intestinal (le Mucispirillum disparait).
Quelques exemples de données spécifiques:
Une seule espère ce Bactéroïdes contient 260 hydrolases de glycosides alors que la totalité du génome humain n’en contient que 97. Plus de 10% des métabolites retrouvés dans le sang de souris sont peu (<50%) présents en l’absence de flore intestinale. La digoxine peut être inactivée par une Actinobactérie. Oxalobacter formigenes inactive les oxalates présents dans la lumière intestinale et pourrait réduire le risque de calculs rénaux. Quel riche potentiel !
Plusieurs chapitres traitent de l’importance du microbiome: régulation du système immunitaire – MICI (la flore est moins riche génétiquement parlant, moins riche en germes protecteurs tel Faecalibacterium prausnitzii, plus riche en germes délétères tel Fusobacterium) – troubles fonctionnels (le stress modifie le microbiome et il existe des neurotransmetteurs dans la lumière intestinale) – maladies hépatiques (les acides gras sanguins sont liés au microbiote intestinal dans la stéatose hépatique) – régulation énergétique et métabolisme (la flore des obèses est différente et quand une flore de souris obèse est transférée à une souris maigre, celle-ci devient obèse) – cancer (peu de données probantes actuelles).
La dernière partie concerne le traitement.
Un régime riche en fruits, légumes et fibres entraine un microbiome plus riche. La manipulation de la flore (pré et probiotiques) n’est pas très établie sur le plan scientifique (challenges and controversies). La transplantation fécale qui permet dans plus de 90% des cas d’éviter la récidive de clostridium difficile (après bien sûr plusieurs échecs de traitement) apporte la preuve que la modification du microbiome intestinal a une efficacité thérapeutique.