Alimentation et santé : le rôle du microbiote du tube digestif

Alimentation et santé :
le rôle du microbiote
du tube digestif
INRA - CENTRE DE RECHERCHE DE JOUY-EN-JOSAS
Microbiologie de l'Alimentation au service de la Santé (MICALIS)
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NOS BACTÉRIES ET NOUS
La métagénomique :
A L I M E N TAT I O N
A G R I C U LT U R E
E N V I R O N N E M E N T
le rôle du microbiote* du tube digestif
une nouvelle méthode d’exploration du vivant
Le rôle des bactéries dans notre tube digestif
Le tube digestif de l’homme renferme un abondant microbiote, résident
ou en transit avec l’aliment, estimé à environ 100 000 milliards de bactéries.
Ce microbiote complexe interagit avec l’environnement digestif et participe
pour une large part aux fonctions digestives et physiologiques
générales de l’organisme.
Les interactions entre l’individu, le microbiote de son tube digestif
et son alimentation agissent, au final, sur sa santé. Les objectifs des recherches
de l’Inra sont notamment de contribuer à la définition d’une nutrition
préventive favorable à la bonne santé.
Notre tube digestif héberge 10 à 100 fois plus de cellules microbiennes
que nous n’avons de cellules humaines dans notre corps ! Seulement 20 %
à 30 % de ces micro-organismes sont connus. Une nouvelle approche scientifique,
la « métagénomique », ouvre actuellement des perspectives « révolutionnaires »
en terme de connaissance du vivant. L’Inra l’applique à la connaissance
du cortège microbien que nous hébergeons.
DÉGRADATION
DES FIBRES
Mieux connaître les
microorganismes du tube digestif
DÉTOXIFICATION
Chaque individu héberge un microbiote
digestif qui lui est propre. Cependant, on s’attend
à une forte redondance fonctionnelle entre les différentes
espèces de microorganismes de ce microbiote
puisqu’il intervient dans les grandes fonctions
immunitaires et physiologiques.
bactéries
n
t
Les 2 microorganismes du yaourt :
- en bâtonnets : Lactobacillus bulgaricus
- en chaîne : Streptococcus thermophilus
Chaque individu héberge un microbiote
digestif qui lui est propre et dans lequel
les microorganismes dominants restent
stables au cours du temps. Il se met en
place progressivement lors des deux
premières années de la vie et ne
recommence à évoluer et à se
complexifier qu’au cours du
vieillissement. Seuls des
épisodes pathologiques
ou la prise d’antibiotiques
perturbent momentanément
son équilibre.
STIMULATION
IMMUNITAIRE
PRODUCTION DE
VITAMINES
Ces bactéries sont nécessaires à la bonne santé et au bien-être de l’homme
DU TUBE DIGESTIF AUX GÈNES BACTÉRIENS
E N V I R O N N E M E N T
Le métagénome est l’ensemble des génomes
des bactéries de notre tube digestif
bactérie
L’apport de la métagénomique
A ce jour, seulement 20 à 30 % des bactéries de l’écosystème digestif
peuvent être étudiés car celles-ci sont cultivables. L’utilisation récente
d’approches moléculaires ne nécessitant pas de culture
est en passe de bouleverser totalement notre vision de l’écosystème
digestif humain.
C C A
G G T
Effets bénéfiques des probiotiques alimentaires
n
flore humaine cultivée
en boîte de pétri
n Effet sur le « mieux être »
- amélioration du confort digestif par la digestion du lactose contenu dans le lait de vache
et par la facilitation du transit intestinal
- effet sur les défenses « naturelles » mettant en jeu le système immunitaire
épithélium et flore intestinale
DES MILLIARDS DE BACTÉRIES DANS NOTRE INTESTIN
©
* Ensemble des bactéries hébergées dans notre intestin, auparavant appelé microflore
Dans 1g de contenu intestinal
nous trouvons 100 milliards
de bactéries
INRA - conception graphique : agence L’attitude 49
double hélice ADN
n Effet de ré-équilibrage de la flore intestinale
- souvent mentionné mais pas vraiment démontré chez l’homme
Des résultats récents suggèrent des liens entre les microorganismes du tube digestif et diverses maladies (obésité,
maladies inflammatoires du tube digestif, troubles fonctionnels intestinaux) tandis que d’autres travaux démontrent le rôle
protecteur de certaines bactéries intestinales. Ces données soulignent l’importance des recherches sur la connaissance
des relations mutualistes entre l’hôte, son alimentation et son microbiote.
Les recherches ont pour but de :
• connaître la composition du microbiote et ses fonctions
chez l’homme sain aux différents âges de la vie
• comprendre les modifications du microbiote
et leurs liens avec des maladies
• mieux identifier les facteurs nutritionnels favorables
au bien-être et à la santé et favoriser leur biodisponibilité
A L I M E N TAT I O N
Certains de nos aliments contiennent des bactéries qui leur confèrent une action favorable sur notre santé.
Ces bactéries sont des probiotiques. Les recherches visent à identifier les facteurs nutritionnels dont les effets bénéfiques
sont liés au microbiote digestif et à expliquer les mécanismes favorables au bien-être et à la santé humaine.
L’objectif est d’obtenir des aliments encore plus performants en terme de santé.
n Les effets dépendent des souches microbiennes et des aliments qui les contiennent.
Toute généralisation est abusive.
Epithélium colique et flore intestinale
A G R I C U LT U R E
Les microorganismes
ingérés par le biais des aliments
n Effets de type « médical »
- sur certaines manifestations de l’allergie
- sur les diarrhées infectieuses
- sur certaines maladies digestives et leurs récidives
n
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t
Lactobacillus casei
t
Au-delà de leurs fonctions digestives et physiologiques,
ils interviennent aussi sur la maturation du système immunitaire
et la protection contre les microorganismes pathogènes
en jouant un rôle de barrière.
INRA - conception graphique : agence L’attitude 49
Les microorganismes de notre tube digestif
Les outils moléculaires développés à l’Inra permettent d’étudier
le métagénome de l’écosystème digestif, c’est-à-dire l’ensemble
des génomes des microorganismes dominants présents
dans ce milieu. Les bactéries sont caractérisées à partir de leur ADN.
On obtient ainsi un inventaire de la diversité des bactéries et on accède
également aux fonctions associées aux espèces dominantes présentes
dans l’écosystème étudié.
t
Alimentation et santé :
Chargement d’un gel d’agarose
permettant l’examen de fragments d’ADN
par électrophorèse
Ces recherches auront des retombées importantes :
- recommandations nutritionnelles pour préserver la santé et le bien-être
- nouvelles approches thérapeutiques
- production de composés actifs nouveaux dont des enzymes ou des antimicrobiens (antiviraux, antibactériens)
Sachant que 70 % des antibiotiques actuels sont produits par moins de 1 % des bactéries cultivables répertoriées,
une connaissance approfondie du monde microbien (tous milieux confondus) ouvre d’extraordinaires perspectives pour
la découverte de composés actifs d’intérêt pour l’homme. Notamment dans les domaines de l’environnement,
de la nutrition et de la thérapeutique.