immunité et microbiote intestinal...2018/10/12 · seksik et al. 2003 vanhoutte et al. 2004 the...
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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
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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
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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