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 Implantation et diversité du microbiote


 On estime à présent que le microbiote intestinal comprend plus de 1000 espèces bactériennes distinctes au sein d'un seul individu. Le nombre de gènes microbiens aux fonctions non redondantes est estimé à 3,3 millions, soit 150 fois plus que le nombre de gènes codant pour des protéines dans le génome humain (20 à 25 milliers). D'ailleurs, parmi ces protéines humaines putatives, on n'en connaît guère plus quelques milliers ! Il y a encore donc bien du chemin à parcourir dans ce domaine.

On sait maintenant aussi que pour le microbiote, lors de la naissance du nouveau-né, le mode d'accouchement détermine la primo-colonisation du tractus gastro-intestinal, stérile à la naissance. Du reste, ce concept de stérilité du fœtus in utéro pourrait bien être revisité : plusieurs équipes ont en effet découvert de par le monde la présence d'ARN 16 S ribosomal signant la présence de bactéries dans le liquide amniotique, à tout le moins. Il ne semble pas donc que ce soient des artefacts de oontamination.

Si cela était, ce serait une véritable révolution. On pourrait imaginer sans peine que la présence de bactéries "furtives" amniotiques puisse influencer la représentation interne du monde biologique externe pendant le développement même du foetus... Et si ces bactéries, comme on commence à l'évoquer sérieusement, influençaient les comportements à venir... dès le départ ? Vertigineux... Souvenons nous que les bactéries symbiotiques de l'homme possèdent à tout le moins une mémoire de leur co-évolution avec leur hôte... Et que des injections intradermiques de structures bactériennes tuées peuvent déclencher chez des individus des comportements spectaculaires... d'ordre affectif... Je l'ai observé il y a une vingtaine d'années déjà.

Ainsi donc l'enfant né par voie vaginale est d'abord colonisé par des bactéries d'origine maternelle, vaginale, fécale et cutanée. Puis les intestins sont rapidement colonisés par les bactéries de l'environnement, essentiellement des Escherichia Coli, des Streptocoques puis par celles apportées par l'alimentation, à base de lait humain dans le meilleur des cas, notamment des Bifidobatéries et des Lactobacilles. Un peu plus tard, d'autres organismes tels les Bacteroides et les Eubactéries s'installent. Il existe des "initiateurs" bactériens, qui préparent le terrain en quelque sorte, en modifiant par leurs interactions et leur métabolisme les conditions chimiques du milieu intestinal. Ainsi, les premières bactéries utilisent l'oxygène résiduel présent dans l'intestin - elles sont appelées aérobies facultatives -l'épuisent, et organisent les conditions anaérobies pour la suite des colonisations, anaérobies cette fois. Ce phénomène a été bien observé chez les souris où l'on a mis en évidence des bactéries appelées SFB flagellées.

L'âge de la gestation représente également un facteur non négligeable de diversité. Les prématurés offrent des microbiotes de moindre diversité, et leur composition rappelle celle de la flore cutanée. L'âge du sevrage représente une étape induisant forcément de fortes variations dans la composition du microbiote. L'apport de légumes, de féculents, et autres aliments solides et liquides, modifie les conditions nutritives de l'intestin. Enfin et pour faire court, la flore se stabilise après le sevrage, disons entre la première et la troisième année de vie de l'enfant. 

Durant cette période, les fluctuations du microbiote sont importantes, ce qui ne veut pas dire qu'après il ne se passe rien. On sait que la présence dans les aliments d'antibiotiques à faible dose utilisés lors de l'élevage des animaux induit des résistances aux antibiotiques, que le nombre de cures d'antibiotiques augmente le risque de maladie de Crohn, ainsi que le développement de l'obésité... la liste s'allonge, de l'observation des effets de perturbation du microbiote dès son implantation...

La complexité de cet écosystème dynamique complique fortement sa compréhension, et les variations dans sa composition en rajoutent quelque peu. L'établissement d'un core microbiotique - d'un noyau dur - qui serait commun à différents individus s'avère ardu. En revanche, la diversité du microbiote intestinal entre individus semble moins importante dès lors que l'on se place à un niveau supérieur taxonomique, comme le genre ou le phylum (entre le règne et la classe)

4 phyla sont prépondérants dans le microbiote intestinal : 

- les Firmicutes :
Eubacterium
Clostridium
Ruminococcus
Butyrivibrio
Faecalibacterium
- les Bacteroidetes
Bacteroides
Prevotella
Porphyromonas
- les Actinobactériea
Bifidobactéries
- les Proteobacteria
Escherichia
Ces phyla varient considérablement en proportion d'un individu à un autre. Une étude portant sur 242 sujets volontaires américains sains, dans le cadre du projet de microbiome humain (human microbiome project, HMP) montre que la proportion de Firmicutes varie de 90 à 10 % selon l'individu, alors que la proportion de Bacteroidetes varie en sens inverse. Ceci permet de relativiser quand même les résultats d'études qui tendent à associer les maladies comme l'obésité à une réduction de la composition en Bacteroidetes du microbiote intestinal.

Ce qui est curieux, c'est que la diversité fonctionnelle du microbiote intestinal est moins importante entre les individus que la diversité taxonomique. Cette similitude des profils fonctionnels du microbiote a permis d'introduire le concept d'un noyau fonctionnel ou "core microbiome" - noyau phylogénétique. Ce noyau fonctionnel est constitué de familles de gènes systématiqueent retrouvées avec une abondance similaire dans le microbiote d'individus différents, malgré des profils taxonomiques différents. La présence d'un noyau est contingente d'une stabilité métabolique probablement due à la redondance fonctionnelle, où des dizaines voire des centaines de gènes de bactéries différentes coderaient pour la même fonction.

Source :
Abdessamad El Kaoutari, Fabrice Armougom, didier Raoult, Bernard Henrissat
M/S 2014; 30 : 259-65