P. Juillerat

Impact du tabac sur le microbiote intestinal
Vendredi 5 Nov. 2015, 16:00-17:30
Tabac, nutrition et microbiote
Dr. med. Pascal Juillerat, M.Sc. epidemiology
Chef de clinique I
Consultation des maladies inflammatoires intestinales.
Service de gastro-entérologie | Clinique de chirurgie et médecine viscérale
Hôpital de l'île | Inselspital, Bern, Suisse
[email protected]
Structure
-1- Introduction au microbiote
-2- Impact du tabac sur le microbiote intestinal
-3- Cas particulier des maladies inflammatoires intestinales
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Microbiote
= considéré comme un nouvel ORGANE !
Adapté de Wouters Dig Dis 2012;30(suppl 3):33–39 and Martins dos Santos Current Opinion in Biotechnology 2010, 21:539–550
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le problème… notre intestin est très long!
Adapté du Prof. Neurath, Erlangen
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et représente un énorme surface !
peau 1-2 m2
poumons 100 m2
Intestin 300 - 500m2 !!
Image source: Wikipedia
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Les analyses
selles
Liquide corporels
Matériel presque uniquement bactérien
Protéines
“Metabolomique”
Spectrométrie de masse
ARN
Biopsies
Hôte / patient &
matériel bactérien
ADN
Profile d’expression des
gènes
“Metatranscriptomique”
Analyse des communités
microbiennes
16S amplicon or
“métagenomique”
adapté de Markus Geuking
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Phyla
Bactéries
Firmicutes
Bacteroidetes
Proteobacteria
Actinobacteria
16-23%
49-76%
mainly Clostridium
groups XIV and IV
Fusobacteria
Verrucomicrobia
Deferribacteria
adapté de Markus Geuking
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Les 4 familles de bactéries les plus importantes
• Firmicutes : Strepto-, Entero-, Ruminococcus. Clostridium,
Lactobacillus.
• Bacteroidetes : Bacteroides, Prevotella
• Actinobacter: Bifidobacterium
• Proteobacteria: Escherischia coli
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Protéines
3 «entérotypes» :
- Bacteroides
- Prevotella
- Ruminococcus
Bacteroides
Enterotype 1
Prevotella
Enterotype 2
Ces profils restent stables et
sont indépendants de
l’ethnie, du sexe et de l’âge,
mais semblent liés aux
habitudes alimentaires.
Sucres
Ruminococcus
Enterotype 3
Arumugam et al. Nature 2011 ; Wu et al.Science 2011; 334 (6052): 105-8
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Mise en place de la composition du microbiote
• La composition finale : +/- définie à l’âge de 3 ans
 influencé par : la naissance (césarienne vs. voie vaginale)
allaitement/ lait en poudre
 également par l’âge, sexe et éthnie
 régime obésité, diabète, hygiène (habitation / eau), TABAC
ensuite
plutôt
stable…
Gevers et al. Gastro. 2014
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Modulation du microbiote durant la vie
11
11
Le régime alimentaire a un effect important, en
particulier à un âge avancé
N= 161 > 65 ans
4 régimes alimentaires:
graisses / fibres
faible
/ riche
modéré / riche
modéré / pauvre
élevé /
pauvre
Claesson MJ, Nature 2012;488:178–184
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Un autre exemple : l’obésité
• ↓ Bacteroidetes
/ ↑ Firmicutes
↑ capacité à extraire les calories de la nourriture !
(en particulier des sucres)  cause l’obésité ?...
une diète pauvre en sucres
ou en lipides
• ↑ Bacteroidetes
/ ↓ Firmicutes
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Ley RE, et al. . Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006; 444:1022–1023.
Microbiome
Microbiome = le génome collectif de tous les microorganisms présents
Adapté de M. Geuking
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Colonisation microbienne sinusale et oropharyngée chez les fumeurs
• Bouche: colonisation le l’espace sous-gingival par des pathogènes :
Porphyromonas gingivalis, Campylobacter rectus, Prevotella intermedia,
Tannerella forsythia, Treponema denticola, Fusobacterium nucleatum et
peptostreptococcus.
• et basse diversité taxonomique
Facteurs de risque pour la périodontite.
• ↑ S. mutans et Lactobacillus salivarius
↑ risque de caries chez les fumeurs
• Sinus : la fumée de cigarette provoque aussi des changement du
microbiote sinusal  ↑ pathogènes.
Bizzarro et al. J Clin Periodontol 2013; 40: 483–492
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Colonisation microbienne des voies aériennes
supérieures et inférieures
• Voie aériennes sup.: (naso, oropharyx, trachea)
• Fumeurs avec plus de pathogènes: Streptococcus pneumoniae,
Haemophilus influenzae et Moraxella catarrhalis
• Bactéries commensales : le tabagisme augmente la charge
d’anaerobes gram-positifs dans le naso-pharynx et celle-ci sont
associées au developpement de pathologies.
oropharynx
fécal
• Inférieures: en principe stérile… (sur la base des
cultures)
nasopharynx
 raréfication de la diversité des phyla microbiens (COPD)
Charlson et al, PLoS ONE 2010
J. Erb-Downward et al. PLoS ONE 2011
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Vaginal flora
• La consommation de tabac augmente le risque d’infection
vaginale.
• Fumeuses : ↓ Lactobacilles vaginaux = CTS I et III
IV = bactéries
anaerobes
 retour à la normale à l’arrêt du tabac
Brotman et al. BMC Infectious Diseases 2014, 14:471
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Résultats
perte de diversité chez les fumeurs
Biedermann et al IBD 2013 et PLoS ONE 2013
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La flore de qui ?
>>
CAROSS, The Impact of CAROtid plaque Screening on Smoking cessation;
PHASMO, PHysical Activity as an aid for SMOking cessation.
ETUDE ZH
+2.2 Kg
Locatelli I and Cornuz J, et al. Int J Environ Res Public Health 2014 ; 11(8);8443-55
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Fumer ?
Protecteur pour la colite ulcéreuse !! (OR 0.5)
Délétère pour la maladie de Crohn (OR 2.0)
Cosnes J et al. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2004;18:481-496.
Beaugerie L et al. Am J Gastroenterol. 2001
Seksik P et al. Inflamm Bowel Dis. 2009
Cosnes J, et al. Gastroenterology 2001;120:1093–9.
Rubin DT, Hanauer SB. Eur J Gastroenterol Hepatol 2000;12:855– 62
Mahid SS et al. Mayo Clin Proc 2006;81:1462-71
Calkins BM. Dig Dis Sci. 1989;34:1841-1854.
21
Morgan et al. Genome Biology 2012, 13:R79
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Pathogénèse des IBD
Nouvelle hypothèse : (1) déficience immunitaire
(2) réaction démesurée du sytème immunitaire
(3) Dysbiosis
R. Navus
F.Nucleatus
Ecoli AIEC
F. prausznitzii
R. intestinalis
A. muciniphyla
↓ diversité
↓ des bactéries protectrices
Atarashi Science 2011. Sokol CurrOpGastro2010
J. Round et al. Nat. rev. immunol. 2009
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Tabac
1)
= Seule
association
significative en
analyse
multivariée
↓ Firmicutes (e.g. Lactobacillus) ;1) ↑ Bacteroidetes -Prevotella
 également significatif chez les fumeurs «sains»…
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La «dysbiose»
1)
TABAC
↓ Firmicutes (e.g. Lactobacillus) ; ↑ Proteobacteria (E. coli)
2) Diminution de la richesse de la flora bactérienne
Lewis et al., 2015, Cell Host & Microbe 18, 489–500
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 sur l’intestin
Influence de la dysbiose
Permeability de
l’intestin
Integrité de la
paroi intestinale
Maladie de Crohn : Shift de la composition du
microbiote – pour celui d’un état inflammatoire
Changement de la motilité
et de la perception de la douleur
Prolifération / survie cellulaire ,
changementde la production de cytokine s
Production
d’anticorps
Erickson AR, et al. Integrated metagenomics/metaproteomics reveals human hostmicrobiota signatures of Crohn’s disease. PLoS One 2012;7:e49138
Hollister et al. Gastroenterology 2014;146:1449–1458: Compositional and Functional Features of the Gastrointestinal microbiome and Their Effects on Human Health
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Diète, TABAC, MICI et microbiote - résumé
Diversité du
microbiote
 SAIN
+
=
stabilité
système
homéostase immunitaire
TOLÉRANCE
TABAC
«atrophique»
fibres?
régime alimentaire normal
sucres?
protéines ?
 « Dysbiose »
 poussée de MICI
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Conclusions
• Il existe une évidence croissante du rôle de la
consommation de tabac sur la modulation du
microbiome bactérienne
• La perte de diversité bactérienne et la selection
bactérienne consécutive à la consommation de tabac
semble influencer de manière importante l’évolution et la
pathogénèse de certaines maladies (e.g. Crohn).
Merci de votre attention!
[email protected]
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