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 Entérotypes du microbiote


  L'intestin humain possède une vaste panoplie de microorganismes d'environ 1400 espèces découvertes à ce jour, chaque individu se présentant avec une collection unique d'espèces. Il y a apparemment un noyau dur d'espèces partagées par la majorité des gens, mais il est enrichi, diversifié, avec des espèces spécifiques à chacun. Cet assemblage de colonies, imbriquées également au niveau fonctionnel, a permis une nouvelle classification en entérotypes. On a déterminé dans les microbiotes 3 entérotypes. En somme, 3 types de composition bactérienne se dégagent, indépendants des pays et des continents. Ces 3 entérotypes ne font pas seulement appel au dénombrement des colonies, mais ils sont également sélectionnés d'après leurs fonctions génétiques. Association du nombre et de la qualité en quelque sorte. C'est davantage un packaging fonctionnel génétique assumé par une association fonctionnellement harmonieuse de diverses espèces bactériennes qu'une addition purement systématique d'espèces.

  • Il s'agit du phylum (embranchement) Bacteroïdetes (entérotype 1),
  • du phylum Prevotella (entérotype 2),
  • et du phylum Ruminococcus (entérotype 3).


  Ces entérotypes sont en fait dirigés par un groupe d'espèces qui contribuent ensemble à une composition préférentielle. Les entérotypes possèdent donc des fonctionnalités différentes. Ces entérotypes ne sont pas distribués de manière aussi tranchée que celle par exemple des groupes sanguins dans la population. Ils sont plutôt capables de caractériser les individus, étant donné la stabilité du microbiote à l'âge adulte, qui peut même être restaurée après une perturbation.

  Les microbes de l'intestin humain subissent une pression de sélection due à l'hôte en général et aux compétiteurs microbiens. Ceci aboutit typiquement à une homéostasie de l'écosystème, dans lequel certaines espèces sont très abondantes et d'autres très peu abondantes. Ce qui ne préjuge pas de leurs fonctions ! De nombreuses fonctions sont partagées par quelques espèces peu abondantes. Par exemple, les bactéries méthanogènes sont peu abondantes mais réalisent des fonctions spécialisées favorables à l'hôte. Grossièrement, les espèces abondantes (dominantes) réalisent la plupart des fonctions moléculaires. Mais ce n'est pas toujours vrai. Ainsi, Escherichia qui est assez peu représenté dans le microbiote intestinal (malgré sa notoriété médiatique !) contribue à la synthèse pour 90 % de 2 protéines abondantes nécessaires à l'association des pili bactériens. Ces pili bactériens permettent de coloniser l'épithélium d'organes spécifiques de l'hôte ; ils aident les microbes à se maintenir plus longtemps dans l'intestin, en se liant au mucus ou via des liaisons mannose (un sucre) sur des structures de surface épithéliales. Ces pili sont aussi des composants-clé dans le transfert de plasmides, aboutissant souvent au partage de fonctions protectrices, comme celle de l'antibiorésistance. Ces pili peuvent aussi fournir de multiples bénéfices aux pauvres petites colonies s'efforçant de survivre et de persister dans l'intestin. Ainsi croire que le nombre fait la force n'est pas un paradigme, que l'on retrouve aussi dans les sociétés humaines où l'entraide fait parfois plus que survivre ! Les petits, les minoritaires, les 50 % d'abstentionnistes, on n'en fait guère de cas, mais ils ont véritablement le pouvoir et sont forcément aux aguets car ils ne veulent décidément pas mourir !!! Arrêtons ici l'élixir du suffrage et revenons à nos moutons… biologiques.

  Il existe donc un nombre limité d'états symbiotiques bien équilibrés qui peuvent répondre différemment à l'alimentation et aux médicaments. Les entérotypes sont surtout dirigés par la composition en espèces, mais les nombreuses fonctions moléculaires qui en découlent ne sont pas nécessairement fournies par des espèces florides, mettant l'accent sur la nécessité d'une analyse fonctionnelle pour la compréhension d'une composition de microbiote.

  Assez incroyable qu'avec autant de centaines d'espèces bactériennes on range les gens juste dans une seule des 3 catégories d'écosystème ! Mais tout comme il existe différents lots d'espèces différentes d'animaux sur la planète, ils ne sont pas répartis au hasard. On ne trouve pas de dauphins dans le désert. Dans le désert, on trouve des espèces du désert, dans la jungle on trouve des espèces de la jungle, car chaque écosystème est en relation avec différentes pressions de sélection, comme les pluies ou la température. Cette première réflexion suggère donc qu'il y a 3 types d'écosystèmes de colon. Vous pouvez diviser l'humanité en 3 types, les prédominants en Bacteroïdetes, ceux qui hébergent au mieux les Prevotella et ceux qui favorisent les Ruminococcus.

  Mieux encore. Des recherches ultérieures effectuées sur des échantillons plus larges d'individus ont été capables de rapatrier les Ruminococcus dans les Bacteroïdetes. Ainsi maintenant chacun d'entre nous en est réduit à se classer dans seulement 2 entérotypes. Pour autant que l'on sache actuellement, il y a donc seulement 2 types de personnes dans le monde : ceux qui développent une majorité de Bacteroïdetes, et ceux qui ont une écrasante majorité de Prevotella ! Retour au bipartisme…



  La question est pourquoi ? Ce n'est pas le mode de vie, le sexe, l'âge, la maigreur, le pays, le climat, qui détermine ces entérotypes pris comme écosystèmes… Ce qui est déterminant, c'est ce que vous mangez !

  En simplifiant, quand on mange habituellement des graisses animales, du cholestérol, des protéines animales, le phylum Bacteroïdetes est majoritaire. Quand on mange habituellement les composants des végétaux, comme les hydrates de carbone, c'est Prevotella qui prédomine. 

  Ainsi, sans surprise, aux USA, les Afro-américains se rangent dans l'entérotype Bacteroïdetes, alors que la plupart des Africains d'Afrique sont Prevotella. Ce qui fait pleinement sens, c'est que l'entérotype Bacteroïdetes est associé à un risque accru de cancer du colon, cause principale dans nos contrées de mort par cancer, mais par contre encore presque inconnu en Afrique. Les différences de microbiote peuvent expliquer pourquoi les Américains montrent un taux de cancer du colon 50 fois supérieur !

  Si l'entérotype du microbiote que nous possédons joue un rôle important dans le  risque de développer une maladie chronique associée à l'alimentation (obésité, cancers, syndrome métabolique, maladies inflammatoires chroniques de l'intestin), la question suivante est : pouvons nous modifier notre microbiote en modifiant notre alimentation ?

La réponse est : OUI nous pouvons rapidement changer notre microbiote, et ce, de manière répétée et reproductible. C'est la bonne nouvelle du jour, et il n'y en a pas de mauvaise.

  Ce qui d'ailleurs remet en cause la notion de stabilité du microbiote. Dans un autre article du site, on a vu qu'on était capable de changer un microbiote en moins de 5 jours. Cette notion de stabilité est évidemment fonction d'un environnement alimentaire donné constant, sous tendu par l'idée que les mêmes causes déterminent les mêmes effets. La stabilité fait cependant abstraction d'interventions xénobiotiques, telles les antibiothérapies, les radiothérapies, les intoxications de tous genre susceptibles de modifier le microbiote, en dehors de l'alimentation. Mais pourtant, le régime alimentaire permettra le retour à l'état équilibré antérieur. Amélioré par la prise de probiotiques.

  On est actuellement certain que les "innovations" alimentaires que j'appelle "western", c'est-à-dire abondamment grasses et sucrées, altèrent la composition et l'activité des malheureux microbiotes soumis à cette torture biologique. Tout comme l'animal, le microbiote est un être vivant doué de sensibilité !!! Ces altérations microbiotiques contribuent fortement aux pandémies modernes.

  Mais en fait, on ne sait pas vraiment pourquoi les bactéries répondent aussi vite aux modifications alimentaires. Certainement, leurs capacités de reproduction (20 minutes !) y sont pour quelque chose, ainsi que leur durée de vie intra-intestine, liée à leur espèce, mais aussi à l'hôte (élimination par la motilité intestinale par exemple).

  Pour tenter de le savoir, on a donc préparé 2 régimes alimentaires :

  • l'un basé sur les végétaux : riz, tomates, oignons, ail, pois, piment, cumin, coriandre, huiles végétales, lentilles, granola, chou-fleur, carottes, épinards, bananes, mangues, papayes, haricots,

  • l'autre, basé sur des aliments animaux : bacon, œufs, crème, porc, vache, salami, fromages.

 Aucun sucre raffiné dans chaque. On a voulu tester alimentation carnée contre alimentation végétale. Résultat, en une seule journée d'alimentation carnée, il y a un changement significatif de composition du microbiote. Par exemple, dans une alimentation permanente végétarienne, on relève un microbiote dominé par les Prevotella et manquant de Bacteroïdetes : qu'arrive t-il en passant au régime carné ? On passe des Prevotella aux Bacteroïdetes en 4 jours ! Sidérant. En cas de régime carné permanent, le phylum Bacteroïdetes domine, et le passage au régime végétarien inverse le ratio aussi vite, les Prevotella reviennent en force.

  Ce changement aussi rapide est sans doute une sagesse de l'évolution. La consommation d'animaux par nos ancêtres était probablement épisodique, dépendante de la saison et des succès aléatoires de la chasse (la framboise ou l'épinard sauvage ne détalent ni ne chargent furieusement). Les végétaux représentaient alors une solution facile de "repli" nutritionnel en termes de calories et de nutriments. Si vous mangez du mammouth pendant plusieurs jours (et que vous arriviez à le finir…) avant de repartir sur des végétaux, vous voulez que votre intestin puisse le faire ! Cette flexibilité du microbiote est manifeste dans la diversité des alimentations humaines d'aujourd'hui, mais quel est le mieux sur l'état de santé la plupart du temps ?

  On dénombre plusieurs facteurs. En premier, la quantité d'acides gras à courte chaîne produite. Le butyrate, le propionate et l'acétate suppriment l'inflammation et le cancer, et notre microbiote nourri aux végétaux en produit davantage que lorsque l'on mange carné. D'autres métabolites microbiens, comme les acides biliaires secondaires (acide lithocolique par exemple) issus du métabolisme microbien des acides biliaires primaires (acide cholique par exemple) sont des promoteurs de développement du cancer ; et puisque l'on observe significativement un accroissement des activités enzymatiques bactériennes créatrices de ces acides biliaires secondaires en cas d'alimentation carnée, il n'est pas surprenant de voir une accumulation de carcinogènes tels que les sulfites ou l'acide désoxycholique, connu pour sa capacité à promouvoir des dégâts sur l'ADN, et le cancer du foie. L'activité enzymatique microbienne qui produit du gaz d'odeur "œuf pourri" (sulfure d'hydrogène), monte aussi en flèche sous régime carné, ce qui empeste, endommage également l'ADN, et ce gaz est impliqué dans le développement des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (rectocolite ulcéro-hémorrhagique). Le sulfure d'hydrogène est produit par l'espèce Bilophila wadsworthia, devenant nombreuse en seulement quelques jours de régime carné, validant le lien existant entre alimentation et hyperdéveloppement de microorganismes capables de déclencher une maladie inflammatoire de l'intestin ; tandis que le seul pathogène le plus rencontré sous régime végétal est un virus infectant… les épinards…!!!

Références :

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