Cet article est réalisé par Laura Bello, stagiaire Erasmus à Cosciences. 

Microbiome, kezako ?

Que penserais-tu si on te disait que 100 billions d’êtres vivants, 10 fois plus que les cellules de ton corps, habitent à l’intérieur de toi ?  Et si on te disait que ces êtres vivants sont des microorganismes ? Pas de panique ! Ils ne produisent pas des maladies, ils ne vont pas te faire mal. Au contraire, ces microorganismes sont essentiels pour vivre, et l’ensemble s’appelle le microbiome [1,2].

Il se trouve où ? Quelle est sa composition ?

Le microbiome se trouve dans différentes régions de notre corps, comme par exemple notre intestin, notre peau et notre appareil génital (si, si, je vous jure) [3]. Dans notre microbiome on trouve des virus et des champignons, mais surtout des bactéries ! [4].

Quelle est la relation entre ces microorganismes et le corps humain ?

Le microbiome participe à plein de fonctions dans notre organisme. Nous avons besoin de ces organismes pour vivre. Mais en même temps, les coquins ne nous aident pas pour rien ! Ces petits organismes ont besoin d’une maison, et cette maison est le corps humain. Quand deux êtres vivants ont besoin l’un de l’autre, on parle d’une symbiose [5].

Quelles sont ses fonctions ?

Les fonctions de l’ensemble des microorganismes qui sont à l’intérieur de notre corps sont très diverses. Tout dépend d’où ils se trouvent. Peu importe des fois la région du corps, les fonctions sont les mêmes, comme par exemple la régulation du système immunitaire avec le combat contre les agents infectieux qui peuvent être une menace pour notre santé [1] ; et d’autres sont spécifiques à chaque organe. Par exemple, dans le microbiome intestinal on trouve des microorganismes qui s’occupent de transformer des aliments à l’aide de procédures chimiques et biologiques [2,5].    

Le microbiome gastro-intestinal

Quel est son impact sur notre santé ?

Le microbiome gastro-intestinal a plusieurs fonctions. Il aide à métaboliser les aliments, il constitue une barrière qui protège des agents infectieux et, en même temps, la réponse immunitaire est modulée grâce à l’interaction entre les bactéries du microbiome et notre système immunitaire . Il peut aussi produire des nutriments comme certaines vitamines [2]. En plus, le microbiome régule le comportement humain et la fonction de notre cerveau [6]. Plusieurs études ont remarqué l’influence de la composition de notre microbiome dans nos habilités sociales, notre apprentissage et mémoire, et notre réponse au stress [7].

Comment modifie-t-on sa composition ?

La composition du microbiome se modifie au cours de notre vie. Le facteur le plus important c’est ce qu’on mange. Par exemple, les sucres qui sont accessibles aux bactéries modèlent le microbiome dans notre colon. Si l’on mange peu, si l’on mange beaucoup de viande ou au contraire beaucoup de légumes, nous n’avons pas le même résultat du profil du microbiome. En plus, les fibres sont très importantes ! Elles ne peuvent pas être digérées par notre organisme et on a besoin des bactéries pour le faire. Comme ça, si on en mange en quantités suffisantes, on aura plus d’espèces bactériennes car elles seront bien alimentées [u1] [2]. Mais comme tout, il ne faut pas abuser !

Un autre élément à considérer est le facteur environnemental : la localisation géographique, les opérations chirurgicales, le tabac, la dépression et les antibiotiques mal dirigés en sont des exemples. Ils changent la physiologie et l’expression génétique des bactéries [2].

Autres façons d’influencer les populations de bactéries qu’on a dans notre intestin sont les facteurs internes comme les mutations, la distribution des acides biliaires entre notre intestin grêle et notre gros intestin, notre système immunitaire [2] et même l’âge [6] !        

Le rapport du microbiome intestinal avec le système immunitaire et nerveux

L’ensemble de microorganismes qu’on a dans notre intestin joue un rôle très important dans le développement et la régulation du cerveau et de la réponse immunitaire aux agents externes (Voir Figure 1). Comprendre la relation entre ces systèmes est essentiel pour avoir conscience de l’importance des petits organismes qu’on accueille gentiment dans notre intérieur.

Figure 1. Le microbiome est la clé pour le fonctionnement correcte de notre système nerveux et immunitaire.

Microbiome et système immunitaire

L’ensemble des bactéries qu’on trouve dans notre corps nous aide à gérer la réponse immunitaire. Ce qu’on a dans notre intestin est très important, mais c’est n’est pas que là où le microbiome a un rôle sur l’immunité humaine. Le dialogue dynamique entre ces deux parties permet le développement du système immunitaire, la fonction immunitaire et la mise au point fonctionnel de ses éléments. La modulation du microbiome peut aider dans le contrôle des infections, l’immunothérapie et aussi les vaccins. Par contre, si on modifie la relation entre deux de ces composants, on peut se trouver avec des problèmes d’inflammation chronique, comme par exemple des allergies [1]. Il y a plusieurs maladies influencées par la composition du microbiome. Par exemple, la diabètes type 1. Cette maladie se caractérise par un augment du sucre en sang à cause d’une réduction de la production d’insuline, l’hormone qui permet le transport du sucre du sang aux tissues. [3]. 

La colonisation par des microorganismes hôtes permet la régulation de la réponse immunitaire innée. C'est la première réponse que notre corps a devant une menace et elle est non-spécifique. Cela est possible parce que les bactéries interagissent avec les cellules du système immunitaire et font que certaines molécules se libèrent, et certains types cellulaires se produisent ou s’éliminent, dépendant de son rôle dans l’immunité, en créant une ambiance régulée. Le premier contact des pathogènes dans notre corps se produit dans les régions où on trouve le microbiome : la peau, les intestins, les poumons… c’est pour ça qu’il faut que le contact des pathogènes avec le système immunitaire de ces régions riches en microorganismes soit contrôlé par eux-mêmes [1].

Microbiome et système nerveux

La communication entre les deux éléments de notre corps se donne à travers plusieurs voies : le nerf vague, le système immunitaire, certaines voies hormonales (les voies qui s’occupent de la régulation des fonctions des tissus) et certains métabolites qui viennent des bactéries. Certains problèmes psychiatriques sont associés au rapport entre notre microbiome et notre cerveau. Comme exemple on peut parler de l’autisme et de la dépression [6].

L’autisme est une maladie du développement du cerveau qui se caractérise pour un déficit dans le comportement social, une communication réduite et comportements répétitifs. On a vu que le microbiome des intestins des animaux atteints d’autisme était modifié. En même temps, puisque la diète influence la composition du microbiome intestinal, on a démontré sa relation avec la réponse inflammatoire des personnes avec de l’autisme [6]. Les antibiotiques ont aussi un effet sur cette maladie, car leurs usages produisent des altérations du microbiome protecteur dans l’intestin et des effets sur la quantité de chaque type de bactérie [8].

Le rapport entre la dépression et les altérations dans le microbiome a été aussi trouvé dans plusieurs cas. Le microbiome peut modifier la neurotransmission dans le système Nerveux, l’activation inflammatoire et la réponse immunitaire impliqués dans la dépression [8]. La diète a un rôle très important dans ce cas-là, car on a démontré que des éléments comme l’omega-3 et les probiotiques aident à l'améliorer dans les cas de dépression [6].

Dans l’ensemble, on peut dire que le microbiome est essentiel pour notre santé, et on doit faire attention pour que sa composition soit correcte, car elle peut être modifié très facilement pour ce qu’on mange, pour l’environnement et pour beaucoup plus de facteurs. À mesure qu’on fait des études sur le microbiome et son lien avec le corps humain, on voit qu’il participe dans plusieurs fonctions sans lesquelles on ne pourrait pas vivre et en plus, que son influence sur les autres systèmes est crucial pour son bon fonctionnement.

Certainement, le microbiome influence notre santé, et pas uniquement physique, aussi mental ! Notre comportement social est influencé pour la composition de notre microbiome, cool n’est pas ? Il faut plus de recherche dans ce domaine mais on sait déjà quelques choses sur cette curieuse thématique !

Références:

[1] Belkaid Y, Harrison OJ. Homeostatic Immunity and the Microbiota. Immunity. 2017; 46 (4), 562-576.

[2] Introduction to the Human Gut Microbiota Thursby E, Juge N. Biochem J. 2017; 474 (11), 1823-1836.

 [3] McLean MH, Dieguez Jr D, Miller LM, Young HA. Does the Microbiota Play a Role in the Pathogenesis of Autoimmune Diseases? Gut. 2015; 64 (2), 332-41.

 [4] Bibbò S, Ianiro G, Giorgio V, Scaldaferri F, Masucci L, Gasbarrini A, Cammarota G. The Role of Diet on Gut Microbiota Composition. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2016; 20 (22), 4742-4749

[5] Barko PC, McMichael MA, Swanson KS, Williams DA. The Gastrointestinal Microbiome: A Review. J Vet Intern Med. 2018; 32 (1), 9-25.

 [6] Sandhu KV, Sherwin E, Schellekens H, Stanton C, Dinan TG, Cryan JF. Feeding the Microbiota-Gut-Brain Axis: Diet, Microbiome, and Neuropsychiatry. Transl Res. 2017; 179, 223-244.

[7] Vuong HE, Yano JM, Fung TC, Hsiao EY. The Microbiome and Host Behavior. Annu. Rev. Neurosci. 2017; 40:21–49

[8] Mangiola F, Ianiro G, Franceschi F, Fagiuoli S, Gasbarrini G, Gasbarrini A. Gut Microbiota in Autism and Mood Disorders. World J Gastroenterol. 2016; 22 (1), 361-8.

 [u1]