L`importance du microbiote dans l`expérimentation animale
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L'importance du microbiote dans l'expérimentation animale 3e édition de la Conférence régionale sur les animaux de laboratoire Philippe St-Pierre, Ph.D. 20 mai 2016 Qu’est-ce que le microbiote? http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874 Microbiote: C’est l'ensemble des micro-organismes (bactéries, levures, champignons, virus) vivant dans un environnement spécifique (appelé microbiome). http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874 Les différents microbiotes http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874 Le microbiote intestinal – Sommes-nous plus microbes qu’humain? from www.circusbazaar.com - Ratio bactéries vs cellules humaines estimée à 1.3 : 1!!! - Plus de 1000 espèces de microorganismes différents. - Le répertoire des gênes du microbiote est 100-300x plus élevé que celui de l’humain. - Possède un éventail très large d’activité biochimique et métabolique. Acquisition du microbiotes http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874 Acquisition du microbiotes Clemente et al. Cell, Volume 148, Issue 6, p1258–1270, 16 March 2012 L’immense tâche du système immunitaire intestinal Adapté de Cani P, Everard A & Duparc T., 2013 25 μm Surface de l’intestin permettant l’absorption = 200 m2 Équivalent d’un terrain de tennis en double from Chassaing B et al., 2015 Milliards de micro-organismes vivent en proximité de l’épithélium intestinal L’immense tâche du système immunitaire intestinal Se doit d’être résistant aux infections ainsi qu’à la translocation à travers les barrières intestinales. Permettre la survie des bactéries commensales tout en contrôlant les bactéries pathogènes. Qu’elles sont les rôles physiologiques du microbiotes? Le microbiote et nous: une relation mutualiste • Fermentation de substrats énergétiques non métabolisable par l’hôte: • Certains amidons (produis des acides gras à courtes chaines; SCFA), • Fibres, • Oligosaccharides, • Lactose. • Production de vitamines: • Vitamine K (essentiel à la coagulation et au contrôle de la calcification des os), • Biotine. http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874 Défense et protections contre les pathogènes • Actions directes: • Compétition des nutriments, • Toxicité directe. • Actions indirectes: • Induction de réponse immunitaire, • Production de métabolites. Défense et protections contre les pathogènes • La balance du microbiote sont essentiales pour la bonne santé. Une perte de cette diversité (dysbiose) peut entraîner plusieurs dysfonctions et des conditions chroniques. • Suite aux traitements aux antibiotiques les individus présentes une susceptibilité accrue aux infections par les pathogènes entériques. Défense et protections contre les pathogènes C. Difficile Un axe intestin-cerveau! • Communication bidirectionnelle neurohormonale. • Entérocytes endocrinien. • Cellules immunitaires. • Microbiote via sécrétion de molécules qui diffuse en circulation. • Nerf vague. Comment le microbiote peut être modulés? Le microbiome: NOTRE DEUXIÈME GENOME • Le matériel génétique du microbiote contient environ 100-300 fois plus de gènes que le génome humain. • La métagénomique nous permet d'examiner les différences dans la composition du microbiote selon les populations, l'âge, les habitudes alimentaires, les maladies ou les expositions environnementales spécifiques. Modulation de l'équilibre microbiote-hôte Contrairement au génome de l'hôte, le microbiome peut changer rapidement en raison de modifications dans la composition soit de la communauté microbienne ou des gènes individuels, ce qui génère un changement rapide des profils métaboliques. Metformin, Aspirine, Ibuprofen, Simvastatin Sommer F. & Backhed F., 2013 Comment pouvons nous activement influencer notre microbiote? • L’alimentation reste le moyen le plus accessible pour induire des modulations dans la composition du microbiote. Bacteroides Prevotella • Consommation de produits laitiers augmente la présence de bactéries utilisant les composantes particulières aux produits laitiers comme nutriments. • Diminution de la diversité avec consommation de boissons gazeuses. • Augmentation diversité avec consommation café, thé, vin rouge et autres produits riches en polyphénol. Comment pouvons nous activement influencer notre microbiote? • L’alimentation reste le moyen le plus accessible pour induire des modulations dans la composition du microbiote. • Des idées novatrices dans le monde microbien offrent une perspective prometteuse pour le développement de bioingrédients actifs, visant spécifiquement à maintenir un microbiote intestinal sain. • Probiotiques. Probiotiques • Micro-organismes vivants utilisés afin d’influencer les fonctions du microbiote et de fournir des effets bénéfiques sur la santé. • Lactobacillus spp. • Streptococcus spp. • Bifidobaterium spp. Comment pouvons nous activement influencer notre microbiote? • Alimentation reste le moyen le plus accessible pour induire des modulations dans la composition du microbiote. • Des idées novatrices dans le monde microbien offrent une perspective prometteuse pour le développement de bioingrédients actifs, visant spécifiquement à maintenir un microbiote intestinal sain. • Les probiotiques. • Les prébiotiques. Prébiotiques • Ingrédients alimentaires non digestibles capables de stimuler spécifiquement la croissance ou l'activité de certaines bactéries de l'intestin: • Fibres, • Oligosaccharides, • Polyphénols. Resvératrol Association entre les gènes de l’hôte sur la composition du microbiote - Dégradation du lactose • Le gène LCT est responsable de l’expression de l’enzyme lactase qui clive le lactose, et qui est responsable de la tolérance au lactose chez l’adulte. • Les Bifidobacterium sont connus pour utiliser le lactose du lait comme substrat énergétique. Pourquoi le microbiote est important pour la recherche? Nombre de publication sur le “microbiote humain” depuis 2003 - Implication dans plusieurs pathologies. - Facteur à considérer en recherche. Pathologies gastrointestinales • Maladie de Crohn • Diminution de la diversité du microbiote. • Colite ulcéreuse • Dysbiose générale plutôt que la modulation d’une seule espèce de bactérie. • Infection au C. difficile • Cancer de l’estomac • Élévation de H. pylori. • Cancer du colorectal. Allergies et asthme • Diminution des taux d’allergies • colonisation en bas âge par un microbiote très diversifié (présence Lactobacillus), • Exposition à la ferme. • Augmentation des taux d’allergies • Traitement aux antibiotiques dans les premiers 6 mois de vie, • Présence d’un lave-vaisselles! Diabètes de type 1 Anxiété et fonctions cognitives • Troubles psychiatriques souvent associés à des troubles gastrointestinaux, tels que le syndrome du côlon irritable. • Études ont montré que la transplantation de microbiote d'une souche de souris très anxieuse à une souris présentant une faible anxiété était suffisante pour augmenter l'anxiété chez le receveur, et l'inverse est également vrai. Autisme • Lié à des perturbations importantes du système digestif. • Composition d’un microbiote particulier, avec présence espèces de clostridium uniquement chez les enfants autisme. Obésité et diabètes de type 2 • Diminution de la diversité du microbiote (dysbiose). • Augmentation de la capacité d’absorption des nutriments. • Augmentation de la perméabilité intestinale. Germ free mice (des souris axéniques) • Modèle génétique • Modèle d’intervention nutritionnelle (diète riche en gras) • Jumeau Total Weight Gain HOMA-IR HOMA-IR index Anhê FF et al., Gut, 2014 CE 0 HS E C S F H H w 0 2 HF 2 # 4 ow 4 * 6 Ch 6 h o • Prévention du gain de poids (obésité). • Amélioration de la sensibilité à l’insuline. • Amélioration de la perméabilité intestinale. • Augmentation de la présence de la bactérie Akkermancia muciniphila. 8 8 C Weight Gain (g) 10 Une augmentation de la présence d’Akkermansia muciniphila est bénéfique pour la santé - Bactérie anaérobique stricte - Réside dans les couches de mucus de l’intestin Abondance relative des différentes bactéries C57 Jackson 129 Jackson 129 Taconic Abondance relative des différentes bactéries 3 générations plus tard C57 Jackson 129 Jackson 129 Taconic C57 Jackson 129 129 Jackson Taconic • Pensez aux microbiotes de vos modèles! • Même si la génétique est identique, une différence dans le phénotype du modèle peut être expliquée par un microbiote différent. Utiliser le microbiote comme traitement? Traitement contre le C difficile. Transplantation fécale Microbiote! http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874 Projets en cours avec une composante microbiote • Extraits de fruits, • Agents sucrants naturels, • Lipides, • Produits fermentés, • … En fait tous nos projets!!! http://ici.radio-canada.ca/tele/decouverte/2015-2016/episodes/360504/microbiote Dr André Marette Dr Geneviève Pilon Fernando Forato Anhe Merci http://www.phdcomics.com/comics/archive.php?comicid=1874
