Chapitre 7/Microbiote humain et santé

« On estime à l’heure actuelle qu’un jeune homme adulte abrite en moyenne environ 100.000 milliards de microbes! »

Superbes photos d’après Martin Oeggerli, biologiste moléculaire suisse:

Méthodologie: Martin Oeggerli a réalisé ces images avec un microscope électronique à balayage. Les échantillons ont été séchés. Quand la couleur d’un microbe est connue, Martin Oeggerli l’utilise sinon il choisit des teintes pour distinguer les types de microbes.

Notre corps abriterait 38000 milliards de microbes soit plus que le nombre de cellules humaines!

Introduction:

Les voyages dans l’ISS affectent les microorganismes des astronautes. Certaines bactéries deviennent plus virulentes dans ces conditions.

Quels effets sur la santé peuvent avoir les microorganismes hébergés dans le corps humain ?

1/L’humain et son microbiote, une association particulière

TP sur le microbiote:

Cliquer pour accéder à TP1-microbiote.pdf

A retenir:

Le microbiote humain représente l’ensemble des microorganismes qui vit sur et dans le corps humain, essentiellement dans le tube digestif. (Voir photos ci-dessus). Leur diversité est grande. On estime qu’il y a 3 fois plus de micro-organismes dans le corps que de cellules humaines !

Les interactions entre hôte et microbiote jouent un rôle essentiel pour le maintien de la santé et du bien-être de l’hôte. La composition en microorganismes et la diversité du microbiote sont des indicateurs de santé. La composition du microbiote est propre à chacun.

2/Le microbiote, un allié pour l’hôte

Analyse n°1: le microbiote à la naissance

Données :
« In utero, le fœtus se développe pour l’essentiel sans microbes. Puis il sort par le passage étroit du canal de naissance, où il rencontre une multitude de bactéries. Lors d’un accouche par voie basse, le bébé est alors inondé de microbes vivant dans le vagin. Il est aussi exposé aux bactéries intestinales de la mère quand son visage passe près du périnée et de l’anus. Les microbes issus du gros intestin de la mère se mettent aussitôt à coloniser celui du nouveau-né, engageant une sorte de dialogue avec les cellules immunitaires en développement. Un bébé qui nait par césarienne est privé de cette exposition. Des microbes différents ensemencent son gros intestin. Ce ne sont pas ceux de l’intestin et du vagin de la mère mais ceux de la peau et du lait de la mère, ceux des mains de la sage-femme et même ceux de la literie de l’hôpital! Ces différences initiales peuvent avoir des implications pour la vie.«

Étude de Paul Willmes (Luxembourg):

Sujets: 13 bébés nés par voie basse (= accouchement classique) et 18 bébés nés par césarienne.

Résultats:

Les bébés nés par césarienne présentaient des taux très inférieur de bactéries produisant les lipopolysaccharides, l’un des principaux stimulant du système immunitaire lors de son développement. Ce retard persiste jusqu’à 5 jours après la naissance. « Or il existe une période d’amorçage durant laquelle les cellules immunitaires sont configurées pour réagir à l’intrusion d’agents étrangers. » D’après Paul Willmes.

Question: Qu’en déduisez-vous pour les bébés nés par césarienne quant au fonctionnement de leur système immunitaire ?

A retenir:

Le microbiote se met en place dès la naissance par contact avec le microbiote maternel. Ensuite, il évolue en fonction de différents facteurs comme les habitudes alimentaires (présence ou absence de fibres végétales) ou les traitements antibiotiques.

Le microbiote intestinal a un rôle dans les fonctions digestives et immunitaires. Certaines bactéries ont des propriétés anti-inflammatoires.

Cette diversité des fonctions du microbiote permet de définir la symbiose hôte-microbiote comme étant bénéfique pour l’Homme comme pour les micro-organismes du microbiote.

Transition:

« Les allergies alimentaires sont devenues si répandues que nombre d’écoles interdisent aux enfants d’apporter certaines denrées de chez eux de peur de déclencher une réaction allergique chez d’autres enfants! »

Comment peut-on expliquer cette explosion des allergies infantiles?

3/Le microbiote et ses dérèglements

Analyse n°2: le microbiote dans la petite enfance

D’après Cathryn Nagler de l’université de Chicago, ces allergies peuvent être liées à la destruction de la flore microbienne du gros intestin lié à l’accroissement des césariennes et au recours excessifs aux antibiotiques.
Observation de Cathryn Nagler: l’étude porte sur 8 bébés de 6 mois dont 4 sont allergiques au lait de vache. Or le microbiote des deux groupes est très différent : les bébés allergiques présentent des bactéries adultes; ceux non allergiques présentent des bactéries de leur âge.

Expérience:

1/On « fabrique » 1 lot de souris constitué de souris dépourvues de tout germe grâce à une naissance par césarienne qui se développent dans un environnement stérile.

2/On réalise ensuite une transplantation sur un 1er lot à l’aide d’échantillons fécaux de bactéries bébés en bonne santé et sur un 2e lot, une transplantation bactéries de bébés allergiques.

Résultats:

1/Les souris du lot 2 sont allergiques au lait de vache.

2/On recherche alors les différences entre les deux flores microbiennes: présence de la bactérie Anaerostipes caccae de la classe des clostridia chez les non allergiques et caractéristique des nourrissons.

Question : qu’en déduisez-vous ?

« Le système immunitaire fonctionne moins bien à l’âge adulte: comment peut-on le réparer ? »

Analyse n°3: le microbiote de la vieillesse

Données : Institut Babraham de Cambridge.

Hypothèse: la transplantation fécale de jeunes souris pourrait avoir un effet réparateur du système immunitaire de vieilles souris.

Expérience: on utilise de vieilles souris à qui l’on transplante des matières fécales de souris jeunes.

Résultats:

Avant transplantation : les plaques de Peyer tapissant l’intestin grêle présentaient une baisse significative de la réaction immunitaire;
Après transplantation : les réactions immunitaires de plaques de Peyer correspondent à celles observées chez les individus plus jeunes.

Question : qu’en déduisez-vous ?

Comment réalise-t-on une transplantation de bactéries ?

A retenir:

Les travaux sur le microbiote établissent des corrélations entre des compositions du microbiote et des pathologies.

Certains microorganismes normalement bénins du microbiote peuvent devenir pathogènes pour l’organisme en cas d’affaiblissement du système immunitaire.

La modulation du microbiote ouvre des pistes de traitement dans certains cas de maladies comme une alternative à certains médicaments.

Conclusion

Notre flore intestinale appelée microbiote est un bien précieux pour notre santé. Il faut en avoir conscience pour la nourrir correctement et la régénérer si on a pris des antibiotiques.

Entrainement:

QCM SVT Le microbiote et la santé des humains

Aller plus loin:

Analyse n°4: le microbiote à l’âge adulte

A l’âge adulte, le transfert des microbes d’un athlète permettrait-il d’améliorer les performances physiques ? From Harvard University

Expérience :

1/Chaque jour durant deux semaines, une semaine avant le marathon et une semaine après, on prélève des selles (du caca) de coureurs du marathon de Boston.

2/La même chose est faite avec un groupe témoin non-coureur.

Observation : bactéries Veillonella atypica beaucoup plus nombreuses chez les coureurs. Or, la source d’énergie de cette bactéries est le lactate. Et le lactate est la molécule fabriquée pendant un exercice intense.

Expérience:

On fait courir deux groupes de souris sur de minuscules tapis jusqu’à épuisement.

1/groupe 1: 16 souris auxquelles on inocule les bactéries Veillonella atypica

2/groupe témoin: pareil mais sans inoculation de Veillonella

Résultats: les souris du Groupe 1 ont couru 13% plus longtemps que le groupe témoin

Ce résultat est-il significatif ? Discutez.

Le microbiote : un 2e cerveau humain ?