Microbiote intestinal humain et allergie

8e Congrès Francophone d'Allergologie
Microbiote intestinal: un rôle dans les allergies ?
Jean-Marc Chatel
Equipe “Interactions des Commensales et des Probiotiques avec l’Hôte”
MICALIS
INRA
78352 Jouy en Josas
FRANCE
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
CFA, Mercredi 17 Avril 2013
Le Microbiote intestinal humain
8e Congrès Francophone d'Allergologie
Aliment
Epithelium
Microbiota
µbiota
Photo: V,Rochet
Section of mouse caecum
Hôte
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Le Microbiote intestinal humain
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Fraction cultivable
Hayashi 2002
Tannock 2000
Suau 1999
30%
21-37%
21-32%
 Exploration de la
fraction non-cultivable
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Le Microbiote intestinal humain: un challenge mondial
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Lié au progrès dans le séquençage à haut débit.
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
A. Mullard - Nature, May 2008
Le microbiote intestinal : un écosystème complexe
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• Ensemble des micro-organismes peuplant le TGI :
 archées, levures, virus, bactéries
• 1014 bactéries chez l’Homme
• 500-1000 espèces
• Répartition le long du TGI
• Ecosystème dynamique
Estomac
101-103
Duodénum
101-103
Jéjunum
Iléon
104-107
Côlon
1011-1012
 Fonction de protection
 Fonction immunitaire
 Fonction métabolique
Marchesi, Environ Microbiol, 2011
Qin et al, Nature, 2010
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Gill et al, Science, 2006
O’Hara et al, EMBO Rep, 2006
Diversité phylogénétique du microbiote intestinal
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• 2 phyla majeurs : Firmicutes, Bacteroidetes (80 à 90 % du microbiote)
Faecalibacterium
prausnitzii
Clostridium leptum
(cluster IV)
Firmicutes
60 à 80 %
Enterococcus
Lactobacillales
Streptococcus
thermophilus
Clostridium coccoides
(cluster XIVa)
Lactobacillus
Actinobacteria
Bacteroides
thetaiotaomicron
Bacteroidetes
20 à 40 %
Bifidobacterium
Proteobacteria
Escherichia coli
Dethlefsen et al, Nature, 2007
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Ley
et al, Science, 2008
Tap et al, Environ Microbiol, 2009
Existence d’un core génome
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57 espèces partagées par plus de 90% des individus.
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Qin et al, Nature, 2010
Conservation de la fonction
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Variation dans les espèces mais conservation de la fonction.
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Huttenhower et al, Nature, 2012
Introduction : Microbiote
Microbiote intestinal humain: variations suivant les conditions physico-chimiques
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O2
pH
Estomac
101-1O3 ufc/g
Duodenum
101-1O3 ufc/g
Côlon
1011-1O12
ufc/g
Bacteroides
Eubacterium
Clostridium
Ruminococcus
Bifidobacterium
Streptococcus
Lactobacillus
Jejunum/Ileum
104-1O7 ufc/g
Streptococcus
Lactobacillus
Enterobacteriaceae
(Ouwehand & Vesterlund,
2003)
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Microbiote intestinal humain: répartition transversale
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bactéries
lumière
couche de
mucus
Couche externe lâche
Couche interne dense
épithélium
Le microbiote n’interagit pas directement avec les cellules de
l’hôte, sauf…
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Johansson et al, PNAS, 2010
Segmented Filamentous Bacteria
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Maturation du système immunitaire (Th17)
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Gaboriau-Routhiau
et al., Immunity, 2009,
Ivanov et al., Cell, 2009
Microbiote intestinal humain : variation suivant la géographie
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Le microbiote des populations rurales
d’Amérique du sud ou de l’Afrique diffère
de celui de l’Amérique du nord.
Diversité du microbiote
inférieure dans les pays
occidentaux.
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Yatsunenko et al., Nature, 2012
Microbiote intestinal humain : variation suivant l’âge
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La diversité augmente avec l’âge.
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Yatsunenko et al., Nature, 2012
Le microbiote intestinal humain mature le tractus gastro-intestinal
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Epaisseur du mucus, sIgA,
peptides anti-microbiens
Profondeur des cryptes
Maturation du système
lymphatique mucosal
(plaque de Peyer, ganglion
mésentérique)
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Sommer and Backhed, Nature Reviews in Mcirobiology, 2013
Microbiote intestinal humain et allergie ?
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Théorie hygiéniste (Strachan, 1989): changement de « style de vie »
(environnement, régime alimentaire, utilisation d’antibiotique) corrélé
avec l’augmentation des maladies « inflammatoires » (allergie, autoimmune, Maladie Inflammatoire Chronique Intestinale).
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Microbiote intestinal humain et MICI ?
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On peut séparer le microbiote des personnes saines de celui des patients
atteints de MICI sur la base de leur contenu bactérien.
Diminution des firmicutes et en particulier de Faecalibacterium prausnitzii
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Qin et al., Nature, 2010
Sokol et al., PNAS, 2008
Microbiote intestinal humain et MICI ?
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Effet protecteur de F. prausnitzii et de son surnageant dans un modèle
de colite induite chimiquement.
Le polysaccharide A (PSA) de Bacteroides fragilis protège de l’inflammation
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Sokol et al., PNAS, 2008
Mazmanian et al., Nature, 2008
Microbiote intestinal humain et allergie
8e Congrès Francophone d'Allergologie
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ALLERGYFLORA Wang et al., 2008, Adlerberth et al., 2007, Cohorte de 300 enfants, Suède, Italie, GB. Pas de différences
visibles en culture. Diversité réduite en RFLP.
Kallimaki et al. 2001, 76 enfants, différences par FISH. A 3 semaines les enfants développant une atopie ont plus de
clostridia et moins de bifides
Penders et al., 2007, KOALA 957 enfants PCR E.coli et Clostridum difficile sont associés avec un risque d’eczema
Bjorksten 1999, 2001, Sepp E 2005 Culture, différences entre atopiques et non atopiques. Clostridium associé avec risque
atopique
Watanabe S 2003, Culture, 70 enfants, moins de bifides plus de staph
Candela M 2012, Microarray, PCR, 31 enfants, Moins de clostridium, Faecalibacterium parausnitzii, akkermansia muciniphila,
augmentation des enterobacteriaceae
Gore C 2008, 61 enfants, TTGE, PCR, B pseudocatenulatum associée à eczema
Vael C, 2011, 110 enfants, DGGE, Clostridium et B fragilis associées avec l’asthme
Nakayama J, 2011, 16sRNA, Augmentation des bacteroides, propionibacterium et klebsiella, baisse des clostridium et des
acinetobacter
Bisgaard H, 2011, 411 enfants, PCR, DGGE, Baisse de diversité associée avec sensibilisation allergique (IgE), rhinite allergique
mais pas dermatite atopique ou asthme
Sjogren YM, 2009, 123 enfants, PCR, baisse de diversité chez les enfants allergiques
On voit des différences mais ca part dans tous les sens…même si on retrouve souvent les
clostridia et les bifides.
De grosses différences dans le design des études (âge des patients, critères de sélection) la
collecte des échantillons ou les méthodes d’analyse.
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Microbiote intestinal humain et allergie. Une piste à suivre ?
8e Congrès Francophone d'Allergologie
Van Nimwegen FA et al., JACI 2011, KOALA cohorte, Clostridium difficile lié à l’asthme,
lié au mode de naissance (PCR).
Acquisition du microbiote lié au mode d’accouchement
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Dominguez-Bello et al., PNAS 2010
Microbiote intestinal humain et allergie. Les difficultés…
8e Congrès Francophone d'Allergologie
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Koenig et al., PNAS, 2011
Microbiote intestinal humain et allergie. …ne font que commencer.
8e Congrès Francophone d'Allergologie
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)
Palmer etal., PLoS Biology, 2007
Microbiote intestinal humain et allergie.
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MERCI DE VOTRE ATTENTION
J.M. Chatel (Jouy-en-Josas)