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Microbiote, la révolution intestinale

L’homme symbiotique (1)

Inutile d’aller jusqu’au fond des océans ou sur des planètes voisines pour trouver des écosystèmes nouveaux. L’inconnu est à l’intérieur de nous. Chaque individu abrite des colonies extrêmement diversifiées de micro-organismes dont, il y a à peine 15 ans, on ne connaissait que peu de choses. L’étude des microbiotes de l’intestin, de la bouche, du vagin, des poumons ou de la peau, a déjà donné lieu à de véritables révolutions dans la façon d’aborder des affections telles que la maladie de Crohn, l’obésité ou les allergies. Au fil des résultats scientifiques, l’homme et son microbiote se révèlent comme une véritable symbiose, un être hybride humain-microbes. Ainsi, les interactions entre nos cellules et organes et le microbiote nous conditionnent dès la naissance.

Le microbiote intestinal est, certes, un allié indispensable pour une bonne digestion. C’est lui qui se charge, entre autres, de la dégradation des fibres alimentaires dont nos cellules ne savent que faire. Il est aussi en partie responsable de la maturation de notre système immunitaire qui apprend à ne pas réagir de façon exagérée à nos bactéries commensales ou des substances inconnues, tout en gérant des agresseurs. Mais ce n’est pas tout : notre foie, notre tissu adipeux reçoivent des signaux provenant du microbiote qui leur permettent de s’équilibrer et de mieux fonctionner. Notre cerveau lui-même répond à des stimuli venus de cet ensemble de bactéries. Ainsi, des travaux récents montrent à quel point l’anxiété ou le stress peuvent être liés à des déséquilibres du microbiote. La place du microbiote se révèle chaque jour plus centrale dans notre santé.

Mis à jour le 22/02/2017
Publié le 16/02/2017

Vue en microscopie électronique à balayage d’un échantillon de matière fécale humaine montrant la diversité et l’abondance de la population bactérienne.. © Inra (MIMA2), Thierry Meylheuc
Vue en microscopie électronique à balayage d’un échantillon de matière fécale humaine montrant la diversité et l’abondance de la population bactérienne. © Inra (MIMA2), Thierry Meylheuc

100 mille milliards d’amis intimes

Il faut bien se faire à l’idée : à l’intérieur de notre propre corps, le nombre de microbes dépasse celui de nos cellules. Chaque microbiote comporte des bactéries appartenant à quelque 200 espèces différentes qui s’organisent en un réseau trophique très structuré. Quelque 100 mille milliards de micro-organismes composent le microbiote intestinal, de loin le plus important et le plus diversifié parmi tous ceux hébergés au sein de notre corps. Il ne pèse pas moins de deux kilos, soit plus que notre cerveau. Voilà pourquoi les chercheurs voient le microbiote comme un organe à part entière, organe dont toutes les fonctions ne sont pas encore connues.

 

Microbiotes pour tous les goûts

S’il est vrai que le microbiote intestinal est celui qui concentre le plus de recherches, les chercheurs ne négligent pas pour autant ces microbes qui peuplent la bouche, la peau, le vagin ou les poumons de chaque être humain. Chaque microbiote a ses particularités. Par exemple, contrairement aux bactéries de l’intestin, celles de la bouche supportent mieux l’oxygène. Le microbiote buccal s’organise principalement en biofilms qui adhèrent aux dents, à la langue ou à l’intérieur des joues. Résultat marquant : le microbiote des individus qui ont des caries diffère de celui des individus qui n’en ont pas. De quoi mettre l’eau à la bouche de bien des chercheurs qui tentent d’en savoir plus sur les relations entre les microbes et la santé buccale, voire la santé tout court.

Robot de la plateforme de clonage-phénotypage haut débit (MICALIS - Métagénopolis).. © Bertrand NICOLAS - Inra, NICOLAS Bertrand
Robot de la plateforme de clonage-phénotypage haut débit (MICALIS - Métagénopolis). © Bertrand NICOLAS - Inra, NICOLAS Bertrand

 

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© Inra, Shutterstock
La dure vie sans microbe

Il existe des souris si propres et si soignées que, de leur vie, elles n’ont jamais vu un microbe. Ce sont les souris axéniques, animaux de laboratoire élevés « en bulles », dans des conditions stériles et dépourvues de microbiote. La vie n’est pas facile pour elles. Cette absence de bactéries les rend particulièrement sensibles aux pathogènes, aux allergies, au stress. Par ailleurs, des travaux ont montré chez elles des troubles de croissance par rapport à leurs congénères habitées par des bactéries. Ces animaux font cependant l’objet de nombreuses expérimentations pour l’étude du microbiote. Ils permettent par exemple d’étudier l’effet des transferts de microbiotes, ou encore, de caractériser les effets sur la santé des différentes souches bactériennes.

Connaissez-vous votre type de microbiote ?

Il n’y a pas deux microbiotes identiques dans le monde. Néanmoins, grâce au programme MetaHIT, les chercheurs sont parvenus à les classer dans trois groupes, qu’ils ont appelés entérotypes. Ils sont déterminés par l’abondance de trois types de bactéries qui y sont prédominantes : Bacteroides, Prevotella ou Ruminococcus. Trait remarquable, les entérotypes ne dépendent pas de l’origine géographique, ni du sexe, ni de l’état de santé de l’individu. Cette classification permet déjà de réaliser des études comparatives afin de mieux décrire les altérations du microbiote liées à certaines maladies.

L’autre génome

Les chiffres ont de quoi donner le tournis : le microbiote d’un individu contient environ 600 000 gènes. En comparaison, les 23 000 gènes de notre ADN font pâle figure. Il a fallu attendre les techniques de séquençage à haut débit pour commencer à explorer ce continent inconnu. Leader en la matière, l’Inra a piloté le consortium international MetaHIT qui a permis de construire le tout premier catalogue de gènes du microbiote humain. La dernière édition, publiée en juin 2014, a identifié près de 10 millions de gènes chez 1 200 individus originaires d’Asie, d’Europe et d’Amérique. Ce catalogue est un outil indispensable pour étudier les diverses fonctions du microbiote et pour caractériser les gènes les plus importants du point de vue médical.

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Métagénopolis change la donne

Lancé en 2012, le projet Métagénopolis, hébergé par l’Inra, est un centre d’excellence pour l’étude du microbiote humain. Articulé autour de quatre plateformes, il met à la disposition des chercheurs des équipements uniques en Europe, comme par exemple une biobanque destinée à accueillir plus d’1 million d’échantillons intestinaux humains et des plateformes de métagénomique fonctionnelle et quantitative. Conçu pour booster l’innovation dans les domaines de la nutrition, la prévention du risque et la thérapie, cet ambitieux projet permet une étroite collaboration entre scientifiques, cliniciens et le monde industriel. Probiotiques du futur, molécules inédites, thérapies basées sur la manipulation du microbiote : c’est bien à Métagénopolis que ça se joue.