Microbiome lorsque les bactéries sont faciles
« Avant, nous avions toutes les bactéries et les virus comme ennemis et nuisibles, maintenant nous savons que certains sont nécessaires et font partie de nous. Par exemple, les micro-organismes intestinaux sont essentiels au bon fonctionnement de notre corps. Ces micro-organismes forment une communauté microbiote et leurs groupes géniques forment un microbiome. Nous considérons le microbiome comme un organe".
Ce sont les paroles de José Ramón Bilbao. Professeur de génétique à l'UPV et chercheur en immunogénétique. En particulier, il étudie l'immunogénétique de la maladie cœliaque et le diabète, les deux maladies auto-immunes. Il sait aussi beaucoup de microbiose, micro-organismes qui vivent dans notre intestin. Ces micro-organismes ont une grande influence sur les deux maladies. Mais aussi avec les principales fonctions du corps: métabolisme, immunologie et neurologie. Selon Bilbao, la prise de conscience de cette influence a entraîné un profond changement d'approche dans la médecine.
Pour souligner l'importance du microbiota dans notre corps, Bilbao a souligné une donnée: « Il y a près de 15 ans, ils ont séquencé le génome humain. Ensuite, nous avons découvert que ce génome n'est ni 10% de l'ADN que nous avons dans notre corps. Le reste est l'ADN des micro-organismes qui vivent en nous ». Et une bonne partie de cela correspond au microbiome, cet ensemble que Bilbao considère comme organe.
Bien sûr, Bilbao n'est pas le seul organe qui voit le microbiome, une vision de plus en plus répandue ces dernières années. Par exemple, en 2012, l'article intitulé « The microbiome as a human organ » (Le microbiome comme organe humain) a été publié dans la revue spécialisée Clinical Microbiology and Infection.
Édité par l'Association européenne de microbiologie clinique et de maladies infectieuses, les auteurs rappellent que l'organisme humain est formé par les cellules des trois principaux groupes d'êtres vivants de la Terre: eucariotes, bactéries et archées. Selon eux, les bactéries forment une zone collective fonctionnelle dans l'intestin : le microbiome intestinal. Ils le considèrent comme un organe et, comme les autres organes, ils disent qu'il a sa physiologie et sa pathologie. En outre, l'article traite de sujets tels que le diagnostic et le traitement.
Le microbiome, un organe indispensable
Cependant, on ne peut nier qu'il s'agit d'un organe spécial. Il pèse entre 1,5 et 2 kilos, c'est-à-dire autant ou plus que le foie d'un adulte. Bilbao a signalé d'autres particularités: « Quand nous avons créé, les micro-organismes étaient dans le monde depuis des millions d'années. Par conséquent, nous ne nous sommes pas adaptés aux bactéries, elles se sont adaptées à nous. Et dans le processus évolutif d'adaptation, des choses surprenantes ont eu lieu. Par exemple, le nombre de gènes bactériens qui vivent en nous ou chez d'autres animaux est de 300-400, tandis que ceux qui vivent libres au milieu sont de 3.000-4.000".
Selon Bilbao, cela signifie que les bactéries qui vivent en nous ne peuvent pas vivre seules. En fait, les bactéries forment des communautés, comment se forme la communauté, ainsi sera leur activité. Les effets sur la santé dépendront de votre activité : bénéfiques ou nocifs.
Bilbao a cependant rappelé que "par l'anthropocentrisme ou", dans notre culture nous avons été contre cette communauté, avec une hygiène excessive, avec des antibiotiques... « Nous ne nous accueillons pas comme des amis ; nous l'avons culturellement considéré comme un ennemi. Par exemple, dans les années 1960-1970, la thérapie aux antibiotiques était très implantée, et on pensait alors que l'homme serait capable de vivre sans aucun micro-organisme ».
Ainsi, les chercheurs ont créé des germ-free ou des modèles animaux sans aucun micro-organisme, et on a observé que leur vie était très mauvaise : ils grandissaient moins que la normale, ils avaient une tendance beaucoup plus grande à développer des tumeurs et mouraient plus tôt. Selon Bilbao, « cela montre que nous ne sommes pas nés pour vivre seul sur cette planète ; comme ces bactéries ont besoin de nous aussi ».
Une communauté complexe
Ainsi, les chercheurs se sont concentrés sur la communauté intestinale et ont montré qu'il ya trois principaux types, trois entérotypes. Cette étude a été publiée dans la revue Nature en 2011 sous le titre Enterotypes of the human gut microbiome.
Bilbao a expliqué que pour cela l'avancée technologique a été clé. Dans ces études, certaines espèces ont été identifiées, mais plus de la moitié n'ont pas été identifiées. Les études menées jusqu'à présent avec le microbiote ou le microbiome ont limité à rechercher seulement ceux qui peuvent grandir in vitro et qui sont très peu nombreux. Mais avec les technologies actuelles, surtout avec des séquences massives, nous pouvons voir tous les gènes, même si nous ne connaissons pas toutes les bactéries ».
Par conséquent, en séquençant le génome des micro-organismes intestinaux, ils ont découvert qu'il existe trois entérotypes qui ne sont pas distribués par zones géographiques. Chaque entérotype est constitué de différentes espèces de bactéries, dont l'une remplit les mêmes fonctions moléculaires. Ainsi a souligné Bilbao: "Bien que les espèces qui les composent soient différentes, tous les entérotypes ont les mêmes fonctions biologiques: catabolismes de protéines, synthèse d'ATP, production d'énergie..."
Bilbao avertit que cela a des conséquences dignes de reconnaissance: Par exemple, si nous voulons influencer le microbiome pour la thérapie, ou si nous voulons le transformer, nous devons le faire avec beaucoup de soin, parce que les espèces que nous pouvons utiliser en une personne et en une autre ne doivent pas être les mêmes, parce que la fonction que nous voulons compléter ou restaurer peut être entre les mains de différentes espèces ».
Cette nouvelle approche, basée sur les fonctions et non sur les espèces, a ouvert une nouvelle voie dans les thérapies basées sur le microbiome. Cependant, ce chemin continue à ses débuts, de sorte que Bilbao considère qu'il faut "agir avec prudence": « À un moment donné, on a pensé que la greffe de microbiome pouvait être une bonne occasion de traiter certaines altérations intestinales comme les inflammations. Et on l'a vu très dangereux ».
Il semble que l'équilibre est beaucoup plus complexe que prévu initialement, bien que dans certains cas les résultats sont bons, par exemple contre les bactéries Clostridium difficile, qui provoque des diarrhées graves.
Malgré les difficultés, de plus en plus de recherches sont en cours pour connaître la participation du microbiome au métabolisme et, entre autres, prendre des mesures pour comprendre l'obésité. Par exemple, en 2012, l'article « The intestinal microbiota and obesity » a été publié dans le Journal of Clinical Gastroenterology. L'étude a montré que les microbiomes de personnes minces et obèses sont très différentes les unes des autres.
De plus, les chercheurs ont infecté des souris sans micro-organismes avec des bactéries des uns et des autres, et ont découvert que les souris qui ramassaient des bactéries dominantes dans l'intestin des personnes les plus obèses, la famille Firmicutes, accumulaient plus de graisse dans le corps que le reste, bien que tous aient le même régime. Bien qu'il reste encore beaucoup de questions sans réponse, certaines d'entre elles sont progressivement clarifiées.
Professeur du système immunitaire
Des mesures importantes sont également prises pour connaître la relation du microbiome avec le système immunitaire. Bilbao a rappelé que le système immunitaire est l'"arme la plus importante" contre le cancer et a souligné la grande participation du microbiome dans sa formation.
« Les antigènes des micro-organismes excitent le système immunitaire et cette excitation façonne leur réponse face à d'autres stimuli », explique Bilbao. En général, la réponse peut être : acceptation ou opposition. Mais les choses ne sont pas si simples: "Cette décision ne dépend pas toujours de l'antigène, le milieu influence la réponse et change la réponse indépendamment du fait qu'il y ait des microbes au milieu."
La grande influence des micro-organismes intestinaux n'est pas si surprenante si l'on considère que la plus grande interaction de notre corps avec le milieu externe est à travers l'intestin. Et le premier contact avec les nouveaux antigènes se produit également dans l'intestin. Par conséquent, une des fonctions du microbiome est précisément cela: exciter et garder alerte le système immunitaire.
Une autre fonction est d'occuper la place. En fait, grâce au microbiome, les intestins sont ingérés et quand un txoko écologique est plein, il est très difficile de les coloniser par d'autres bactéries.
Cependant, Bilbao reconnaît qu'il ya un risque d'infection: "En fait, les bactéries qui forment le microbiome ont très peu de gènes, ils sont très vulnérables. Par conséquent, la situation est similaire à celle de l'Amazonie : elle est très riche en fonction de la diversité des espèces, mais si l'on disparaît, on perd l'équilibre et sa récupération est extrêmement difficile. La même chose arrive au microbiome". C'est pourquoi il est si important de maintenir l'équilibre.
Erreur en réponse
Bilbao, en tant que chercheuse sur les maladies auto-immunes, a également fait référence à elles: « L'éducation du système immunitaire est essentielle pour adapter notre réponse à certaines situations. Et dans les maladies auto-immunes, à la fois dans la maladie cœliaque et le diabète, et dans beaucoup d'autres, l'erreur n'existe pas dans l'organe. C'est, dans le cas de la maladie cœliaque, ce qui est mal ne sont pas des intestins ou des zones dans le diabète, ou dans le cas de l'arthrite, l'articulation. Non, le défaut est dans le système immunitaire ».
Selon lui, cette erreur est dans la plupart des cas l'incapacité de la réponse tolérante, c'est-à-dire l'incapacité d'accepter des protéines ou des structures propres. "À cet égard, l'alimentation et la gestion correcte des antigènes qui entrent par l'intestin sont ceux qui ont le plus d'influence".
Il a également donné quelques exemples: Plusieurs études ont montré que l'alimentation, la réactivité du système immunitaire et le risque de développer une maladie auto-immune à l'avenir sont liés. Par exemple, chez les souris de recherche diabétique, on a observé que l'administration de protéines de soja non digérées ou d'albumine de lait de vache accélère les processus auto-immunes. Ces antigènes entrent par l'intestin et confondent le système immunitaire. Pourquoi cela se produit? Parce qu'ils n'ont pas été gérés correctement, parce que les microbiomes n'ont pas bien diminué et se sont bien montrés pour que le système immunitaire puisse donner une réponse adéquate ».
Cela concerne l'introduction progressive de la nourriture dans le régime alimentaire des jeunes enfants: « Outre la capacité métabolique de l'enfant, il a beaucoup à voir avec l'éducation du système immunitaire », explique Bilbao. « Au fur et à mesure que votre microbiote se développe, de nouveaux antigènes peuvent être intégrés, de sorte que votre système immunitaire se prépare à avoir une réponse adéquate à ces antigènes. » Par conséquent, le régime alimentaire et la composition du microbiome sont directement liés au risque de développer des maladies auto-immunes. Et dans le régime, outre la nourriture, il y a deux autres clés: combien et quand.
L'objectif final serait de pouvoir guérir la maladie par des traitements à base de microbiome. Cependant, Bilbao a reconnu qu'ils sont encore "loin" de l'obtenir, même si des mesures sont prises: « Dans le diabète, ils ont vu que le développement de la maladie est directement lié à certains micro-organismes. Il semble donc possible d'adapter la communauté des micro-organismes pour promouvoir une réponse tolérante et éviter l'apparition de la maladie ». Mais la guérison du diabète est un peu plus loin.
Dans cette ligne est également en cours d'enquête sur la maladie cœliaque: « En ce moment, au niveau européen, on étudie le gluten, la protéine toxique pour les coeliaques, le meilleur moment pour la gérer pour la première fois. Il peut prendre trop tôt pour être contre-productif, augmenter le risque de maladie cœliaque, mais il peut arriver la même chose après. Il convient donc de définir le temps nécessaire pour faire connaître ce nouvel antigène ».
Bilbao, cependant, va plus loin: « En ce sens, la microbiose a beaucoup à voir : si nous savions quelles bactéries se trouvent mélangées dans ce processus, nous aurions la possibilité de prédire aux enfants des populations bactériennes appropriées, évitant ainsi des problèmes ultérieurs dans la gestion des antigènes ». Mais il est prudent. En fait, il a dit immédiatement: "Mais c'est une question d'avenir".
Neurologie, relation cachée
Bien que toutes ces recherches soient relativement nouvelles, les plus récentes peuvent être celles réalisées en neurologie. Parmi eux figurent des études qui analysent la relation entre l'autisme et le microbiome, comme celle publiée récemment dans le magazine Cell: 'Microbiota Modulate Behavioral and Physiological Abnormalities Associated with Neurodevelopmental Disorders'.
Selon les chercheurs dans le titre, le microbe est capable de modéliser des anomalies liées à des troubles du développement neurologique. En fait, ils ont montré que les souris présentant des comportements liés à l'autisme présentent des erreurs ou des déséquilibres dans la barrière intestinale et dans les microbes.
À partir de là, l'expérience suivante a été réalisée: ils ont fourni aux souris une bactérie, Bacteroides fragilis, qui habite dans nos intestins. On a observé que la barrière intestinale se rétablit, que le microbiote est équilibré et que les problèmes comportementaux sont réduits. En outre, il a été prouvé que des changements se produisent également dans les métabolites, d'où certaines bactéries intestinales ont des fonctions importantes dans le métabolisme et influencent le développement neurologique.
Cette expérience n'est pas suffisante pour penser que la même chose peut se produire chez les gens, mais ils étudient davantage sur cette voie. Selon Bilbao, beaucoup de ces études montrent que le microbiome a beaucoup à voir dans la capacité de réponse aux quinades extérieures, qui sont précisément celles qui ont l'autisme qui présentent un manque.
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