Immunité et microbiote intestinal...2018/10/12  · Seksik et al. 2003 Vanhoutte et al. 2004 The...

Immunité et microbioteintestinal

Pr Ma3hieu ALLEZService de Gastroentérologie

Hôpital Saint-Louis

Microbiote intestinal

• Composition

Mise en place - Structure

Biodiversité

Stabilité

• Fonctions

Composition

Naissance : tube digestif sterile

acquisition d’une microflore «adulte» (2-6 ans)

BiodiversitéStabilité

Fonctions (protection)

Colonisation espèces

bactériennes

Environnement & Facteurs hôte

EstomacStreptococcus

LactobacillusStreptococcusE. coliClostridiumBacteroidesEubacteriumVeillonella

Intestin grêle (ileum)

Distribution des bactéries le long du tube digestif

1014 bactéries (tube digestif)

1013 cellules (corps humain)

BacteroidesEubacteriumClostridiumRuminococcusBifidobacteriumStreptococcusLactobacillus

E. colinon -E. coli coliformes

Colon

Seulement 20 à 30 % du microbiote intestinal humain est cultivable

è Utilisation d’outils moléculaires indépendants de la culture

Seulement 20 à 30 % du microbiote intestinal humain est cultivable à ce jour

Cible moléculaire: ARNr 16S bactérienStructure de la molécule d’ARNr 16S:

5SRibosome 23S

16S

Bactérie

Intérêts de cette molécule:üUbiquitaire

üMolécule naturellement amplifiée

ü Structure primaire mosaïque

üRégions conservées à domaine Bacteria

üRégions variables à groupes bactériens

üRégions hypervariables à espèces bactériennes

Le microbiote intes-nal humain

ActinobacteriaBacteroidetes

Firmicutes

Abondance : 1014 bactéries /Diversité : ~ 1000 espècesTrois phyla (divisions) majeurs

Le microbiote intestinal humain

• Abondance : 1014 bactéries

• Diversité : ~ 1000 espèces

• ‘Niches’ écologiques (iléon /côlon)

• Trois phyla majeurs

• Métagénome (ADN bactériens)

~108 gènes

• Fonctions bénéfiques pour l’hôte

à ‘Organe’ symbiotique

COMPLEXITE

Unique pour chaque individu

« Code barre »

Microflore dominanteprofiles de TTGE - ADNr 16S

Species diversity profiling of the dominant fecal microbiota of adults

Zoetendahl et al. 1998Seksik et al. 2003Vanhoutte et al. 2004

The faecal microbiota of adults is specific of individuals

14 healthy adults

» code barrevariabilité inter individuelle

Microflore dominante profiles de TTGE - ADNr 16S

Species diversity profiling of the dominant fecal microbiota of adults

Zoetendahl et al. 1998Seksik et al. 2003Vanhoutte et al. 2004

The faecal microbiota of adults is specific of individuals

14 healthy adults

100

9590

S1S2S5S4S3

Healthy subjects: Stabilityof the dominant faecal flora over time Seksik P et al. Gut. 2003;52:237-42

% similarity

stabilityover 2 yearsThe dominant human faecal microbiota is stable

Stabilitéchez un même individu

» code barrevariabilité inter individuelle

40

50

60

70

80

90

100

110

0 1 2 3 4 …. 30 …. 60

Time (days)

sim

ilari

ty %

***

Effet de l’erythromycine sur diversité d’especes dominantes(De la Cochetiere et al. JCM 2005)

Ery. 500mg/day for 4 days

40

50

60

70

80

90

100

110

0 1 2 3 4 …. 30 …. 60

Time (days)

sim

ilari

ty %

***

Effet de l’erythromycine sur diversité d’especes dominantes(De la Cochetiere et al. JCM 2005)

La microflore fécale est résiliente

Ery. 500mg/day for 4 days

Fonctions

Fonctions de la microflore

Fermentation (sucres / protéines)Métabolisme des acides biliaires, xénobiotiques…

Effet «barrière»s'oppose à la colonisation de l’intestin par des micro-organismes pathogènes

Développement des réponses immunitaires

Fonctions Métaboliques

Hydrolyse et fermentation H2, CO2, CH4, AGCC

Putréfaction Amoniaque, phénols, amines, indoles

Acides biliaires déconjugaison, déshydroxylation

Xénobiotiques dégradation, (in)activation

1510502

4

6

8

10

12

Microflore intestinaleClostridium difficile

Temps (jours)

L’effet de barrière

AntibiotiqueLog

Immunité intes+nale

Système immunitaire associé à la muqueuse intestinale

• Rôle dans la défense contre les microorganismes pathogènes

• Nécessité d’une toléranceü Vis-à-vis de la flore intes>naleü Vis-à-vis des aliments (an>gènes alimentaires)

Tolérance orale

Barrièreintestinale

Système immunitaire intestinal

Flore bactérienne

Vaisseau

Intes&n normal: inflamma&on contrôlée

Bacteries

sIgA

Epithélium

IgA

Jonctions serrées

Cellules spécialiséesPaneth, M

Milieu

Mucus

Virus

Pep<des an<-microbiens

BactériocinesQuorum sensing

NutrimentsAcides biliaires

Xenobiotiques

Barrièreintestinale

Système immunitaire intes0nal

Microflore Vaisseau

Inflammation intestinale

From A.McPherson. Nature Reviews Immunology

Maturation du système immunitaire:rôle de la flore intestinale

Exemples de microorganismes pathogènes chez l’homme

Infections intestinales

• Bactéries:Salmonelles, shigelles,

Campylobacter, Yersinia, E.coli (ECEI, ECEP,…)…

• Virus:Rotavirus, adénovirus, calicivirus, …

• Parasites:Amibes, Giardia, Cryptosporidie

(SIDA), …

Un germe pathogène pour l’estomac

Helicobacter pyloriAgent responsable des ulcères

gastriques et duodénauxImpliqué dans la carcinogénèse

Exemples de pathologies humaines impliquant la flore intestinale

• Diarrhée associée aux an/bio/ques– 5 à 20% des traitements an/bio/ques– Mécanismes mul/ples– Une en/té à connaître: Colites à Clostridium difficile

• Obésité, diabète

• Maladies inflammatoires de l’intes/n– Maladie de Crohn– Rectocolite hémorragique

Colites à Clostridium difficile

Germe non invasif, Bacille anaérobie Gram + / Toxines A et B

1510502

4

6

8

10

12

Microflore intestinaleClostridium difficile

Temps (jours)

AntibiotiqueLog

• Rupture de l’effet barrière

Colites à Clostridium difficile

Germe non invasif, Bacille anaérobie Gram + / Toxines A et B

1510502

4

6

8

10

12

Microflore intestinaleClostridium difficile

Temps (jours)

AntibiotiqueLog

• Présentation clinique: diarrhée, ± douleurs, ± fièvre

• Colite pseudo-membraneuse

• Rupture de l’effet barrière

Dysbiose

déséquilibre dans la composition du microbiote

ob/ob

Dysbiose

Microbiote confère le phénotype

Sauvage

Transfert microbiote

Dysbiose

ob/ob

Microbiote confère le phénotype

Phénotype obèse

Dysbiose

ob/obTransfert microbiote

Obésité et modèles murins

Le microbiote confère le phénotype

Sauvage

Sauvage

Atteinte continue, homogène

A/einte discon2nue, segmentaire

Lésions superficielles Lésions transmurales, fissures, fistules, sténosesGranulomes: 30-60%

Rectocolite hémorragique Maladie de Crohn

MICI: inflammation non contrôlée

Modèles animaux d’inflamma1on non contrôlée

Gènes EnvironnementTabac, …

Perte de tolérance vis-à-vis de la floreActivation du système immunitaire

Maladie inflammatoire de l’intestin (MICI)

Modulations de la flore

• Environnement (aliments)

• Antibiotiques

• Probiotiques

• Prébiotiques

Probiotiques

• Défini/onMicroorganismes vivants qui, lorsqu’ils sont administrés en

quan/tés adéquates, produisent un effet bénéfique pour la santé de l’hôte

• Bactéries ou levures vivantes– Transitent dans le tube diges/f sans le coloniser– Effets directs dans la lumière (apport d’enzymes diges/ves)– Modula/on du système immunitaire muqueux– Influence sur la flore intes/nale endogène

Prébiotiques

• Défini/onIngrédients alimentaires non diges/bles qui

s/mulent de manière sélec/ve, au niveau du côlon, la mul/plica/on d’un nombre limité de groupes bactérien suscep/bles d’améliorer la physiologie de l’hôte

– Fructanes (FOS), …

Ley et al, science 2008

L’alimentation détermine la biodiversité

Conclusions

Microbiote intestinal

• Stable, propre à chaque

individu

• Fonctions métaboliques

• Effet protecteur

– Barrière

– Maturation du système

immunitaire

Système immunitaire intestinal

• Défense contre les pathogènes

• Tolérance

– Orale (Ag alimentaires)

– Vis-à-vis de la flore

• De nombreuses maladies sont

associées à une dysbiose