Facteurs influençant le microbiote

Technique d’identification par la métagénomique

La métagénomique étudie l’accès de l’ensemble des gènes d’un écosystème complexe, par exemple : l’intestin, l’océan, l’air, le sol. Cette technique a pu quantifier 10 millions de gènes, mais aussi certaines de leurs fonctionnalités. Cette approche consiste à récupérer l’ADN des bactéries présentes dans l’intestin grâce à la récolte des selles. Cet ADN est alors amplifié puis séquencé. Ainsi, on se retrouve avec des portions d’ADN composées de nucléotides que l’on compare à une base de données pour pouvoir les identifier et en déterminer le rôle (46).

Technique d’identification par la métatranscriptomique

La métatranscriptomique s’intéresse au transcriptome. L’expression des gènes passe par la transduction et la transcription de l’ARN en une protéine qui aura une fonction précise dans notre organisme. La métagénomique sert donc à savoir quels gènes sont présents dans les bactéries de notre intestin alors que la métatranscriptomique permet de donner une idée sur l’activité réelle de nos bactéries dans l’intestin. Malheureusement, les ARN sont difficiles à obtenir car ils sont vite dégradés. Mais cette technique n’est utilisée que dans de rares laboratoires spécialisés (45).

Technique d’identification par la métaprotéomique

Le protéome représente l’ensemble des protéines d’un organisme. Il permet de décrire l’activité d’un composant de manière précise et fiable. Les protéines agissent de manière directe ou indirecte sur l’organisme d’un individu (métabolisme, récepteurs, etc.). Il est possible d’étudier ces protéines grâce à la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse, et d’en déterminer les fonctions. L’application dans le domaine du microbiote est encore faible (45).

Technique d’identification par la métabolomique

Cette technique vise à identifier les métabolites produits par un organisme notamment grâce à la récupération du plasma ou des urines. Quelques essais par centrifugation sur du contenu intestinal ont été menés. Mais cela n’a pas encore été utilisé en pratique courante (45).

Composition du microbiote intestinal

Comme nous venons de le voir, l’identification du microbiote est particulièrement compliquée compte tenu de l’impossibilité de cultiver la plupart des bactéries. Seulement 30 % des bactéries dominantes peuvent être cultivés. Ainsi, sa composition ne reste encore pas totalement élucidée. Mais l’avènement du séquençage haut débit a ouvert de nouvelles perspectives. Au total, il y aurait plus 100 000 milliards de bactéries qui peupleraient notre intestin (45).

Phylums et genres bactériens dominants

Grâce aux chercheurs Moore en 1974 et Finegold en 1983, il a été possible d’identifier et de classer les bactéries qui composent le microbiote en fonction des règles de la taxonomie (points communs, différences génétiques) (45).
Ainsi, la classification se fait par :
1- Le phylum ;
2- La classe ;
3- L’ordre ;
4- La famille ;
5- Le genre ;
6- Les espèces ;
7- Les sous-espèces ;
8- Les souches (47).
Nous n’allons pas dresser la liste complète de l’ensemble des bactéries. Mais certaines sont dominantes par rapport à d’autres.
On y retrouve 4 principaux phylums (souches primitives), les Firmicutes, les Bacteroidetes, les Proteobacteria et les Actinobacteria (45).
Il existe bien entendu d’autres phylums de bactéries dits « sous-dominants », plus difficiles à identifier. Car, en effet, nous possédons aussi des bactéries pathogènes qui sont régulées par les bactéries commensales du microbiote, lesquelles empêchent leur prolifération (45).
– Les Firmicutes représentent 16 à 22 % des bactéries dominantes. Il s’agit de bactéries Gram-positives (45).
– Les Bacteroidetes sont des bactéries Gram-négatives et représentent approximativement 9 à 42 % des bactéries (45).
– Les Actinobacteriae représentent un faible pourcentage, soit de 0,7 à 10 % (45).
– Les Protéobacteriae sont minoritaires, de l’ordre de 2,5 à 4,6%. Lorsqu’il est en quantité importante, ce phylum est souvent associé à des pathologies (48).
Après l’identification d’une partie du microbiote intestinal, il a été démontré que 6 genres bactériens étaient plus abondants que les autres (49) :
– Le genre Bacteroides (phylum Bacteroidetes) ;
– Le genre Eubacterium (phylum Firmicutes) ;
– Le genre Bifidobacterium (phylum Actinobacteria) ;
– Le genre Clostridium (phylum Firmicutes) ;
– Le genre Peptostreptococcus (phylum Firmicutes) ;
– Le genre Ruminococcus (phylum Firmicutes) ;
En fonction de divers facteurs, leur répartition peut être modifiée mais la composition du microbiote est relativement stable au cours de la vie d’un individu.
On peut dire qu’il y a environ :
– 109 à 1010 UFC/g de selles de bactéries dominantes anaérobies strictes ;
– 106 à 108 UFC/g de selles de bactéries sous-dominantes aérobies-anaérobies strictes ;
– Une quantité inférieure à 106 UFC/g de selles d’autres bactéries (45). Il s’agit par exemple de Citrobacter, Klebsiella, Proteus, Enterobacter, Pseudomonas, et de la levure Candida (49).

Évolution du microbiote intestinal du nouveau-né à la personne âgée

Le microbiote change et évolue au cours de l’âge. Du nouveau-né à la personne âgée, le microbiote se modifie quantitativement mais aussi qualitativement en fonction d’un grand nombre de facteurs, dont certains sont sûrement encore inconnus. En outre, chaque individu présente un microbiote qui lui est propre (45).

Nouveau-né

Lors de sa naissance, le nouveau-né est plongé dans un univers rempli des bactéries provenant de sa mère : vaginales, fécales, orales, cutanées… Elles vont commencer à le coloniser. Dans l’équipe de Rousseau C et al., l’implantation de C.difficile chez des nouveau-nés de 0 à 13 mois, était associée à celle des genres Ruminococcus et Klebsiella, alors qu’en l’absence de colonisation antérieure, le genre Bifidobacterium était prédominant. Ainsi, la colonisation du microbiote se fait de manière sélective. Il s’en dégagerait malgré tout un « schéma général » de colonisation chez l’enfant (45).
Les bactéries aérobies-anaérobies facultatives, soit Enterococcus, Enterobacteriaceae, Staphylococcus, sont les premières à coloniser le nourrisson. Comme ces dernières consomment de l’oxygène pour se multiplier, les bactéries anaérobies : Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium peuvent alors s’implanter. Puis, en fonction de divers facteurs que nous étudierons dans le chapitre 5.2, le microbiote du nourrisson va se diversifier. C’est à l’âge de 3 ans environ que le microbiote devient stable (45).