File - Cours L3 Bichat 2012-2013
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Immunité intestinale et flore Pr Matthieu ALLEZ Service de Gastroentérologie Hôpital Saint-Louis Microbiote intestinal Immunité intestinale Microbiote intestinal • Composition Mise en place - Structure Biodiversité Stabilité • Fonctions Composition Naissance : tube digestif sterile Colonisation espèces bactériennes Environnement & Facteurs hôte acquisition d’une microflore «adulte» (2-6 ans) Biodiversité Stabilité Fonctions (protection) Distribution des bactéries le long du tube digestif Estomac Streptococcus Intestin grêle (ileum) Lactobacillus Streptococcus E. coli Clostridium Bacteroides Eubacterium Veillonella Colon Bacteroides Eubacterium Clostridium Ruminococcus Bifidobacterium Streptococcus Lactobacillus E. coli non -E.coli coliformes 1014 bactéries (tube digestif) 1013 cellules (corps humain) Seulement 20 à 30 % du microbiote intestinal humain est cultivable à ce jour Seulement 20 à 30 % du microbiote intestinal humain est cultivable à ce jour Utilisation d’outils moléculaires indépendants de la culture Cible moléculaire: ARNr 16S bactérien Structure de la molécule d’ARNr 16S: 5S Bactérie Ribosome 23S 16S Intérêts de cette molécule: Ubiquitaire Molécule naturellement amplifiée Structure primaire mosaïque Régions conservées domaine Bacteria Régions variables groupes bactériens Régions hypervariables espèces bactériennes Le microbiote intestinal humain Abondance : 1014 bactéries /Diversité : ~ 1000 espèces Trois phyla (divisions) majeurs Bacteroidetes Actinobacteria Firmicutes 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 ‘Organe’ symbiotique COMPLEXITE « Code barre » Unique pour chaque individu Microflore dominante profiles de TTGE - ADNr 16S Species diversity profiling of the dominant fecal microbiota of adults 14 healthy adults Zoetendahl et al. 1998 Seksik et al. 2003 Vanhoutte et al. 2004 The faecal microbiota of adults is specific of individuals code barre variabilité inter individuelle Microflore dominante profiles de TTGE - ADNr 16S Healthy subjects: Stability of the dominant faecal flora over time Seksik P et al. Gut. 2003;52:237-42 95 90 % similarity 100 Species diversity profiling of the dominant fecal microbiota of adults S1 S2 S5 S4 S3 14 healthy adults Zoetendahl et al. 1998 Seksik et al. 2003 Vanhoutte et al. 2004 stability over 2 years The faecal microbiota of adults is specific of individuals code barre variabilité inter individuelle The dominant human faecal microbiota is stable Stabilité chez un même individu Ery. 500mg/day for 4 days 110 * similarity % 100 ** 90 80 70 60 50 40 0 1 2 3 4 …. 30 …. 60 Time (days) 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 110 * similarity % 100 ** 90 80 70 60 50 40 0 1 2 3 4 …. 30 …. 60 Time (days) Effet de l’erythromycine sur diversité d’especes dominantes (De la Cochetiere et al. JCM 2005) 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 microorganismes 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 L’effet de barrière Log 12 Antibiotique 10 8 Microflore intestinale Clostridium difficile 6 4 2 0 5 Temps (jours) 10 15 Immunité intestinale Système immunitaire associé à la muqueuse intestinale • Rôle dans la défense contre les microorganismes pathogènes • Nécessité d’une tolérance Vis-à-vis de la flore intestinale Vis-à-vis des aliments (antigènes alimentaires) Tolérance orale Intestin normal: inflammation contrôlée Flore bactérienne Barrière intestinale Système immunitaire intestinal Vaisseau Inflammation intestinale Microflore Barrière intestinale Système immunitaire intestinal Vaisseau Maturation du système immunitaire: rôle de la flore intestinale From A.McPherson. Nature Reviews Immunology 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 pylori Agent responsable des ulcères gastriques et duodénaux Impliqué dans la carcinogénèse Exemples de pathologies humaines impliquant la flore intestinale • Diarrhée associée aux antibiotiques – 5 à 20% des traitements antibiotiques – Mécanismes multiples – Une entité à connaître: Colites à Clostridium difficile • Obésité, diabète • Maladies inflammatoires de l’intestin – Maladie de Crohn – Rectocolite hémorragique Colites à Clostridium difficile Germe non invasif, Bacille anaérobie Gram + / Toxines A et B • Rupture de l’effet barrière Log 12 Antibiotique 10 8 Microflore intestinale Clostridium difficile 6 4 2 0 5 Temps (jours) 10 15 Colites à Clostridium difficile Germe non invasif, Bacille anaérobie Gram + / Toxines A et B • Rupture de l’effet barrière Log 12 • Présentation clinique: diarrhée, ± douleurs, ± fièvre • Colite pseudo-membraneuse Antibiotique 10 8 Microflore intestinale Clostridium difficile 6 4 2 0 5 Temps (jours) 10 15 Dysbiose déséquilibre dans la composition du microbiote Modifications du microbiote intestinal chez l’obèse Dysbiose Rapport Firmicutes /Bacteroidetes chez les souris obèses et les non-obèses Bacteroidetes Actinobacteria Souris ob/ob : mutation sur le gène de la leptine Firmicutes Augmentation relative des Firmicutes au détriment des Bacteroidetes Ley et al., PNAS 2005 Microbiote confère le phénotype Dysbiose ob/ob Microbiote confère le phénotype Dysbiose ob/ob Transfert microbiote Sauvage Microbiote confère le phénotype Dysbiose ob/ob Transfert microbiote Sauvage Phénotype obèse Sauvage Rectocolite hémorragique Atteinte continue, homogène Lésions superficielles Maladie de Crohn Atteinte discontinue, segmentaire Lésions transmurales, fissures, fistules, sténoses Granulomes: 30-60% MICI: inflammation non contrôlée Modèles animaux d’inflammation non contrôlée Gènes Environnement Tabac, … Perte de tolérance vis-à-vis de la flore Activation du système immunitaire Maladie inflammatoire de l’intestin (MICI) Modulations de la flore • Environnement (aliments) • Antibiotiques • Probiotiques • Prébiotiques Probiotiques • Définition Microorganismes vivants qui, lorsqu’ils sont administrés en quantités adéquates, produisent un effet bénéfique pour la santé de l’hôte • Bactéries ou levures vivantes – – – – Transitent dans le tube digestif sans le coloniser Effets directs dans la lumière (apport d’enzymes digestives) Modulation du système immunitaire muqueux Influence sur la flore intestinale endogène Prébiotiques • Définition Ingrédients alimentaires non digestibles qui stimulent de manière sélective, au niveau du côlon, la multiplication d’un nombre limité de groupes bactérien susceptibles d’améliorer la physiologie de l’hôte – Fructanes (FOS), … L’alimentation détermine la biodiversité Ley et al, science 2008 Conclusions Flore intestinale • 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
