Le microbiote est le siège d'une complexité féroce. Plusieurs espèces cohabitent et produisent un ensemble de métabolites pour notre organisme. La recherche avance à grands pas dans ce domaine mais les pistes thérapeutiques sont, pour l'instant, inexistantes. Que sait-on vraiment à l'heure actuelle des liens entre microbiote et maladies ?

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Nous sommes en terrain miné. Chaque jour, une nouvelle hypothèse fleurit sur le microbiote et son rôle dans telle ou telle pathologiepathologie. Cela donne lieu à des élucubrations criant qu'il faut faire ceci, consommer cela, prendre tels compléments alimentaires, souvent sur la base de preuves très minces, voire inexistantes.

D'un autre côté, cela ne veut pas dire que la question du microbiote et des liens qu'il possède avec le développement de certaines pathologies ne soit pas étudiée. Bien au contraire. C'est un domaine en pleine expansion dont on commence à mieux comprendre les mécanismes comme l'atteste un récent article publié dans la revue Public Library Of Science Pathogens (PLOS Pathogens). Mais comme d'habitude lorsqu'on parle de science, il faut être prudent, mettre nos espoirs de côté et embrasser au mieux l'incertitude. Cela afin de cerner la complexité de ces liens étroits. Voyons ensemble ce que nous apprend la science sur les connexions réelles ou à l'étude unissant microbiote et maladies.

Un peu d'histoire 

L'hypothèse d'un lien entre notre écosystèmeécosystème intestinal et notre santé remonte aux années 80 : celle du XIXe siècle ! C'est Theodor Escherich, pédiatre et bactériologiste, qui la formule dans un article publié en 1885, intitulé « Les bactériesbactéries intestinales du nouveau-né et du nourrisson allaité ». Ce médecin est loin d'être n'importe qui. À son actif notamment, la découverte d'une bactérie que nous connaissons bien désormais : Escherichia coli

Durant le XXe siècle, notre compréhension n'a cessé de s'affiner concernant ce que certains considèrent désormais comme un organe à part entière. En effet, on a découvert que le microbiotemicrobiote jouait un rôle dans le métabolisme des nutriments, la protection contre certains pathogènes, l'instruction du système immunitaire et la production de métabolites divers et variés d'une utilité fondamentale pour notre organisme. 

Bien que le microbiote intestinal soit généralement décrit comme étant composé de micro-organismesmicro-organismes non nocifs ou bénéfiques, il est maintenant admis que deux espècesespèces individuelles ou plusieurs membres de la communauté agissant en synergiesynergie peuvent exercer des effets pathogènespathogènes, qui sont souvent plus subtils que ceux des pathogènes classiques. En effet, la présence de micro-organismes intestinaux communs avec des facteurs de virulence discrets (par exemple, des entérotoxines et des génotoxines) se manifeste dans des maladies comme le cancer colorectal ou les maladies inflammatoires de l'intestin. Cela sur de longues périodes, parfois à cause de certains antécédents génétiquesgénétiques de l'hôtehôte. Tous ces nouveaux mécanismes obscurcissent la définition classique que nous avons de l'agent pathogène.

La vision du pathogène unique est bouleversée par les récentes découvertes au niveau du microbiote. © psdesign1, Fotolia
La vision du pathogène unique est bouleversée par les récentes découvertes au niveau du microbiote. © psdesign1, Fotolia

Depuis les années 2000, la recherche s'accélère grandement notamment grâce à la révolution « omic » qui désigne les techniques de criblage à haut débitdébit. Pour le microbiote, c'est essentiellement la métagénomiquemétagénomique qui permet de séquencer des milliers de bactéries à la fois, et la métabolomique, qui permet de cribler des centaines de moléculesmolécules présentes dans le plasmaplasma, les tissus, etc.

Aussi, on a montré que le microbiote était très sensible à des facteurs environnementaux comme l'utilisation d'antibiotiques, la géographie, l'immigration et bien sûr, des changements alimentaires, notamment la privation de fibres. Des études émergentes, s'étendant souvent à partir d'observations basées sur les « omic », fournissent une compréhension causale et cellulaire des relations qui relient les réponses de l'hôte aux changements dans le microbiote et son métabolismemétabolisme. Voyons cela un peu plus en détail. 

Le microbiote, cette usine à métabolites

Le microbiote est un environnement complexe. On sait désormais qu'il produit des métabolitesmétabolites qui influencent l'ensemble des autres systèmes de l'organisme, ce qui lui vaut d'être considéré comme un organe à part entière comme précisé plus haut dans l'article. En effet, le microbiote et surtout sa production de métabolites interviennent au niveau du cerveaucerveau, des poumonspoumons, du cœur, du foiefoie, du petit intestin et du côloncôlon. Rien que ça ! 

Pour le cerveau, les métabolites produits (ou non produits) par le microbiote auraient une influence dans l'autisme, la maladie de Parkinson, la dépression et la sclérose en plaques. Concernant les poumons, des études suggèrent une implication dans des maladies telles que l'asthme ou encore les allergies respiratoires. Au niveau du système cardiovasculaire, ces derniers joueraient un rôle dans l'ensemble des maladies cardiovasculaires. À propos du côlon et du petit intestin, un impact sur la maladie cœliaque, le syndrome de l'intestin irritablesyndrome de l'intestin irritable et le cancer colorectal apparaissent comme fort probables. Enfin, notre microbiote et ses métabolites interviennent dans le métabolisme de divers médicaments et pourraient jouer un rôle dans l'apparition d'une stéatose hépatique non alcoolique

Même si ces études pointent des pistes de recherches intéressantes, pour ne pas dire excitantes pour de futures applicationsapplications cliniques, il faut néanmoins prendre ces connaissances avec le recul nécessaire. Cet article est une revue qui fait un état de ce qui est connu au niveau des métabolites microbiens, c'est-à-dire toutes les molécules produites par le microbiote. On sait que certaines de ces molécules ont des effets sur l'organisme : les acides grasacides gras à courte chaîne, les acides biliaires secondaires ou des molécules moins connues comme l'imidazole-propionate. De plus, certaines molécules sont « bénéfiques » tandis que d'autres jouent un rôle plutôt délétère. La question des prochaines années est de savoir comment on peut moduler cet équilibre microbien pour faire pencher la balance du côté bénéfique.

 Plus que sa composition, c'est la production de certains métabolites par le microbiote qui joue un rôle fondamental dans la santé de l'hôte. © PLOS Pathogens
 Plus que sa composition, c'est la production de certains métabolites par le microbiote qui joue un rôle fondamental dans la santé de l'hôte. © PLOS Pathogens

Vers un bouleversement de la médecine ?

Nous l'avons vu, le microbiote et les métabolites qu'il produit influenceraient énormément l'état de santé de l'hôte jusqu'à le protéger de certaines maladies ou au contraire participer à leur survenue ou à leur progression. C'est tout le défi de la recherche clinique des prochaines années. Fort de la recherche fondamentale effectuée depuis maintenant près de trois décennies sur le microbiote, on pourrait imaginer des traitements qui tendent à favoriser certaines voies de synthèse microbienne pour accroître la production de tels ou tels métabolites afin de prévenir des maladies sur le long terme ou en guérir certaines.

Cependant comme toujours : prudence. Même si les progrès sont phénoménaux dans ce domaine de recherche, le changement de paradigme au niveau médical n'est vraisemblablement pas pour tout de suite. Au niveau des découvertes, nous sommes progressivement passés d'un paradigme simple (la modification de la composition du microbiote, mais sans comprendre vraiment ce que cela voulait dire) à la compréhension des mécanismes. Telle bactérie produit telle molécule par telle voie de synthèse. L'idée est de stimuler cette voie de synthèse ou alors d'apporter lesdites bactéries. Pour l'instant on en est encore loin. Mais la recherche avance.