Microbiome intestinal : l'écosystème qui travaille pour la santé

Des milliers de milliards de micro-organismes participent à la digestion, à la défense immunitaire et au métabolisme. Ce que sait aujourd'hui la recherche et quelles sont ses retombées dans la pratique clinique.

Microbiote et microbiome : définitions et chiffres

Le terme microbiote intestinal désigne l'ensemble des micro-organismes (bactéries, archées, virus et champignons) qui colonisent le tube digestif ; le microbiome, au sens strict, est l'ensemble de leurs gènes, même si, dans l'usage courant, les deux termes sont souvent confondus.

Selon les estimations publiées dans PLoS Biology par Sender, Fuchs et Milo (2016), un homme de référence de 70 kg héberge environ 38 000 milliards de cellules bactériennes, concentrées en grande partie dans le côlon, pour à peu près autant de cellules humaines (30 000 milliards). La diversité génétique est encore plus riche : une étude européenne publiée dans Nature (Qin et al., 2010), fondée sur l'analyse des selles de 124 personnes, a recensé environ 3,3 millions de gènes bactériens différents, soit environ 150 fois plus que le génome humain, et au moins 160 espèces bactériennes par individu, selon des combinaisons différentes d'une personne à l'autre.

Deux implications pratiques en découlent : grâce à ses bactéries, l'intestin dispose de fonctions métaboliques que l'organisme ne pourrait pas assurer seul ; en outre, il n'existe pas de microbiote « standard » identique pour tous, de sorte que les résultats d'une analyse du microbiote doivent toujours être interprétés dans le contexte de chaque patient.

Les fonctions du microbiome intestinal

Parmi les principales fonctions assurées par le microbiote :

Fermentation des fibres : les bactéries du côlon digèrent les fibres alimentaires et produisent des substances, comme le butyrate, qui nourrissent les cellules de la paroi intestinale.
Synthèse de vitamines : certaines espèces produisent de la vitamine K et plusieurs vitamines du groupe B.
Effet barrière : le microbiote résident s'oppose à la colonisation par des micro-organismes pathogènes.
Régulation du système immunitaire : le dialogue avec le tissu lymphoïde intestinal contribue à l'équilibre entre tolérance et réponse de défense.

Un champ de recherche en pleine expansion concerne par ailleurs l'axe intestin-cerveau, le réseau de communication bidirectionnel qui relie l'intestin au système nerveux central, notamment par le nerf vague et les molécules produites par les bactéries intestinales.

Quand l'équilibre se rompt : la dysbiose

On parle de dysbiose lorsque la composition ou la fonction du microbiote s'écarte de manière significative de l'équilibre : certaines espèces utiles diminuent, d'autres prennent le dessus et des fonctions comme l'effet barrière s'affaiblissent. Parmi les facteurs susceptibles d'altérer le microbiote :

Traitements antibiotiques : outre les bactéries responsables de l'infection, ils touchent aussi les bactéries utiles de l'intestin.
Alimentation pauvre en fibres : elle prive les bactéries du côlon de leur principale source de nourriture.
Âge : la composition du microbiote évolue au cours de la vie.
Conditions de la naissance : le mode d'accouchement influence les premières bactéries qui colonisent l'intestin du nouveau-né.

L'exemple cliniquement le plus évident est l'infection à Clostridioides difficile (C. difficile), une bactérie qui peut provoquer des diarrhées et, dans les cas les plus graves, une inflammation du côlon. Elle survient typiquement lorsque le traitement antibiotique appauvrit le microbiote et, chez une partie des patients, a tendance à récidiver même après le traitement.

Diagnostic et traitements : comment intervenir

La démarche diagnostique commence par l'évaluation clinique, avec une attention particulière aux traitements antibiotiques récents, et se poursuit presque toujours par l'examen des selles : pour confirmer une infection à C. difficile, on recherche la bactérie et ses toxines, tandis que les analyses génétiques qui décrivent la composition du microbiote ont une interprétation clinique encore en évolution. Dans tous les cas, un prélèvement correct est essentiel, avec des flacons stériles qui préservent l'échantillon jusqu'à l'analyse en laboratoire.

Sur le plan thérapeutique, les approches les plus utilisées sont :

Alimentation : une alimentation variée et riche en fibres nourrit les bactéries utiles.
Bon usage des antibiotiques : ne les prescrire que lorsqu'ils sont nécessaires réduit le risque de dysbiose et lutte contre l'antibiorésistance.
Probiotiques : leur utilité varie selon la souche et l'indication et doit être évaluée au cas par cas.
Antibiotiques ciblés : dans l'infection à C. difficile, on utilise des médicaments spécifiques, comme la vancomycine.
Transplantation de microbiote fécal : elle transfère dans l'intestin du patient le microbiote d'un donneur sain et sélectionné et est indiquée surtout en cas de récidive de l'infection à C. difficile. Dans une étude publiée dans le New England Journal of Medicine (van Nood et al., 2013), elle a guéri l'infection chez environ 8 patients sur 10, contre environ 3 sur 10 avec la vancomycine seule.