Les prébiotiques : une stratégie pour lutter contre les allergies ?1

Figure 1. Interactions entre le microbiote, le système immunitaire et les muqueuses : les
bactéries du microbiote peuvent agir sur la barrière intestinale en augmentant l’expression
de protéines chaperons assurant l’intégrité cellulaire (HSP) du mucus ou de protéines
des jonctions serrées. De même, ils peuvent moduler le système immunitaire en étant
capturés par des cellules dendritiques (ou d’autres cellules présentatrices d’antigènes)
pour stimuler la production d’IgA (voie Th3) ou d’IgG2a (voie Th1) par des plasmocytes.
La Lettre d’ORL et de chirurgie cervico-faciale • n° 331 - octobre-novembre-décembre 2012 | 27
MISE AU POINT
Les prébiotiques :
une stratégie pour lutter
contre les allergies ?1
Prebiotics: a strategy to fight allergies?
M. Bodinier*, P. Gourbeyre*
1 © La Lettre du Pneumologue,
Vol. XV, n° 4, juillet-août 2012.
* Inra, UR1268, unité de recherche
sur les biopolymères, leurs inter-
actions et assemblages, Nantes.
L
es allergies ont été classées au quatrième rang
mondial des problèmes de santé publique.
Il n’existe pas à ce jour de traitement curatif
ni de méthode préventive pour ces pathologies.
Toutes les stratégies visant à les diminuer ou à les
prévenir doivent donc être explorées. L’une d’entre
elles consiste à agir sur le microbiote. Les prébio-
tiques semblent être de bons candidats pour modifier
cet écosystème et ainsi agir sur les allergies (1).
L’allergie : une pathologie
complexe en pleine évolution
Les allergies en bref
Les allergies sont provoquées par certaines
substances selon des modes d’introduction variés
(inhalation, ingestion, contact cutané, injection). On
en distingue principalement 3 types : les allergies
alimentaire, cutanée et respiratoire. Leur prévalence
n’a cessé de croître au cours des 50 dernières années
dans les pays développés, atteignant aujourd’hui
environ 30 % dans la population générale. L’allergie
alimentaire (AA) touche environ 3,2 % de la
population (2) et occasionne des lésions d’eczéma
et/ou d’urticaire, des problèmes gastro-intestinaux,
de l’asthme et, parfois, des chocs anaphylactiques
qui peuvent être mortels et qui sont dans certains
cas associés à l’exercice physique. Elle survient plus
fréquemment chez l’enfant (4,0 à 8,5 % des cas) [2]
que chez l’adulte. Les enfants guérissent habituel-
lement spontanément de leur AA mais développent
souvent par la suite des allergies respiratoires (AR)
[asthme et rhinite] qui persisteront toute leur vie.
Lorsque les patients passent d’un eczéma dans la
petite enfance à la rhinite et à l’asthme, on parle
de “marche atopique”. Les AR atteignent 10 % de
la population générale (rapport du CREDES 2009).
Elles peuvent survenir sans antécédent d’AA et sont
des maladies chroniques parfois graves, mortelles
ou invalidantes.

28 | La Lettre d’ORL et de chirurgie cervico-faciale • n° 331 - octobre-novembre-décembre 2012
Points forts
»Les allergies sont des pathologies liées au système immunitaire ; elles ne cessent de progresser depuis
environ une cinquantaine d’années et demeurent incurables.
» L’altération des systèmes microbiens (microbiote) de l’organisme peut expliquer l’émergence des allergies.
» Les prébiotiques sont souvent des glucides non digestibles stimulant sélectivement la croissance de
bactéries autochtones et agissant ainsi sur le système immunitaire.
»Les prébiotiques sont intéressants en tant que stratégie de prévention des allergies.
Mots-clés
Allergies
Prébiotiques
Système immunitaire
Microbiote
Prévention
Highlights
» Allergies are immune patho-
logies that are increasing since
five decades and are still incur-
able.
» An impaired composition of
microbial systems (microbiota)
of organism may explain the
emergency of allergies.
» Prebiotics are often nondi-
gestible carbohydrates selec-
tively stimulating the growth
of indigenous bacteria and thus
acting on immune system.
» Prebiotics are interesting as
a strategy to prevent allergies.
Keywords
Allergies
Prebiotics
Immune system
Microbiota
Prevention
À ce jour, il n’existe pas de traitement efficace
pour guérir une allergie. Différentes stratégies sont
envisagées. L’immunothérapie, également appelée
“désensibilisation”, est un des moyens connus
pour essayer de faire régresser une allergie. Elle
consiste, par des injections répétées d’allergène,
à faire dévier les réponses du système immunitaire
vers la tolérance. Des études ont montré des effets
notables de la désensibilisation dans le cas des AR
et des AA (3). L’induction d’une tolérance par voie
orale est aussi une piste thérapeutique à ne pas
négliger pour les AA. Elle consiste à administrer
quotidiennement des doses croissantes de l’aliment
allergène, jusqu’à atteindre la quantité usuellement
consommée. Cette approche vise à créer ou à
accélérer une tolérance immunologique en voie
de constitution. Des études dans le cas du lait, de
l’œuf et de la farine de blé ont donné des résultats
positifs (4).
Le rôle des barrières de défense
et du système immunitaire
(figure 1, p. 97)
Les muqueuses (nasale, buccale, respiratoire,
digestive et urogénitale) sont de véritables barrières
défensives de l’organisme face aux éléments nocifs
de l’environnement. Ces tissus épithéliaux sont
composés de cellules polarisées étroitement juxta-
posées, capables de se renouveler et reliées entre
elles par différentes jonctions (serrées, commu-
nicantes et desmosomes). Ces structures assurent
l’étanchéité des muqueuses. De plus, ces dernières
sont capables de sécréter des molécules ayant des
propriétés de défense : des mucines, des peptides
antimicrobiens et des enzymes. Au niveau de ces
épithéliums, on retrouve un système immuni-
taire diversifié et dense – notamment celui de la
muqueuse intestinale, qui est le plus important
de l’organisme par la quantité de cellules immuni-
taires (lymphocytes, macrophages) déployée le
long de la muqueuse. Les cellules immunitaires
associées aux muqueuses synthétisent des
anticorps, notamment les immuno globulines
A sécrétoires (IgAs) chargées de reconnaître les
pathogènes et les protéines alimentaires pour
induire leur tolérance par l’organisme. Les IgAs
tapissent toutes les muqueuses et jouent ainsi un
rôle important dans leurs mécanismes de défense.
Leur production est intimement liée à l’équilibre
des écosystèmes, d’où l’importance d’un microbiote
optimal et d’une muqueuse intègre. Si une barrière
est déficiente en IgAs, les allergènes potentiels
(pollens ou protéines alimentaires) vont passer dans
la circulation sanguine, entraînant une réaction de
l’organisme de type allergique. La survenue des
allergies peut aussi être due à une hyperperméa-
bilité des muqueuses, qui laissent alors passer des
allergènes vers le compartiment sanguin.
Le mécanisme de l’allergie
Les AA et AR sont souvent des réactions d’hyper-
sensibilité immédiate de type I médiées par les
immuno globulines E (IgE). Le mécanisme de ces
réactions correspond à l’activation des cellules
T CD4+ de type Th2 contre les allergènes et se
déroule en 2 phases. La première phase, dite
de sensibilisation, correspond au transport de
l’allergène à travers l’épithélium intestinal ou
bronchique, à sa capture par une cellule présen-
tatrice d’antigène (cellules dendritiques ou cellules
épithéliales) et à sa présentation aux lymphocytes
Th0 naïfs qui se différencient en présence d’IL-4
en lymphocytes Th2. Les cellules Th2 activées
produisent alors des cytokines comme l’IL-4, qui
permet la production d’IgE spécifiques des aller-
gènes par les cellules B différenciées en plasmo-
cytes. Ces IgE sécrétées vont alors se lier à des
mastocytes ou à des basophiles via le récepteur de
forte affinité aux IgE FcεRI. Cette phase de sensi-
bilisation, sans manifestation clinique, prépare
l’organisme à réagir de façon immédiate lors d’un
autre contact avec l’allergène. La deuxième étape
correspond à la réaction allergique proprement
dite. Lors d’un contact ultérieur avec l’allergène,
le pontage des IgE spécifiques membranaires
produites lors de la phase de sensibilisation active
les mastocytes et les basophiles et entraîne alors la
libération de médiateurs chimiques. Ces médiateurs
sont responsables des manifestations cliniques de
nature allergique.

La Lettre d’ORL et de chirurgie cervico-faciale • n° 331 - octobre-novembre-décembre 2012 | 29
MISE AU POINT
Altération (dysbiose)
du microbiote et association
avec la survenue des allergies
Le microbiote et son altération
L’ensemble des muqueuses accessibles de l’organisme
humain est colonisé par des populations microbiennes
abondantes et diversifiées, appelées microbiote (5).
On estime que le microbiote humain est constitué
de 400 à 1 000 espèces bactériennes différentes, et
que la totalité de ce microbiote représente environ
10
14
cellules pour un individu qui, lui, ne comporte
que 10
13
cellules. Le microbiote colonise le tractus
gastro-intestinal, la cavité orale, le nez, la gorge, les
yeux, la peau et le tractus urogénital. La majorité du
microbiote est localisée dans l’intestin, plus parti-
culièrement au niveau du côlon, où l’on dénombre
jusqu’à 1012 micro-organismes par gramme de contenu.
Le séquençage du microbiote intestinal (3,3 millions
de gènes) a montré que celui-ci était 150 fois plus
grand que le génome humain (6). Si l’on ne considère
que les grands groupes microbiens et leur abondance
relative, le microbiote est sensiblement le même au
sein de l’espèce humaine. Cependant, si l’on observe la
diversité des espèces bactériennes, chaque individu a
un microbiote qui lui est propre. Celui-ci est constitué
en partie de micro-organismes résidents qui sont
tolérés par le système immunitaire. Le microbiote
“normal” et “équilibré”, appelé “eubiose”, est celui qui
est présumé remplir toutes les conditions pour nous
faire bénéficier de ses effets positifs sur la santé. Il joue
un rôle crucial dans l’établissement de la tolérance
aux antigènes. Malheureusement, dans certains cas,
on rencontre des microbiotes “déviants”, ou dysbiose,
qui ont pu être modifiés par différents facteurs, parmi
lesquels : le mode d’accouchement (voies naturelles
ou césarienne), la prématurité, l’alimentation, l’envi-
ronnement, l’administration d’antibiotiques ou les
traitements antiacides. Outre les infections oppor-
tunistes, diverses pathologies ont été corrélées à des
modifications caractéristiques de la composition du
microbiote. La plupart de ces affections sont associées
à des phénomènes allergiques ou inflammatoires et
comportent donc vraisemblablement une compo-
sante immunitaire. Parmi les pathologies associées
à une dysbiose, les plus fréquemment décrites
sont l’obésité, les cancers colorectaux, les maladies
atopiques (AA, asthme, etc.), le syndrome du côlon
irritable et les maladies inflammatoires chroniques
de l’intestin comme la rectocolite hémorragique et
la maladie de Crohn. L’étiologie de ces manifestations
est multifactorielle, impliquant des facteurs immuni-
taires, génétiques, environnementaux, alimentaires et
microbiens interconnectés.
Le rôle du microbiote altéré
dans la survenue des allergies
Aujourd’hui, les scientifiques tentent de déterminer
les relations entre les changements de nos modes
de vie depuis ces dernières décennies, notre micro-
biote, et la forte augmentation de la prévalence des
allergies dans les pays développés (7). Pour expliquer
ces relations, D.P. Strachan a proposé l’“hypothèse
de l’hygiène” (8). Cette hypothèse est fondée sur
différentes observations évidentes :
➤ les citadins sont exposés à une gamme plus
étroite de microbes que les personnes vivant dans
les zones rurales et ils développent plus d’allergies ;
➤ les enfants vivant en milieu rural au Burkina Faso,
où les allergies sont rares et le régime alimentaire
riche en fibres, ont un profil microbien fécal très
différent des enfants vivant en Europe ;
➤ l’augmentation rapide des maladies allergiques
dans les pays occidentaux pourrait coïncider avec
l’utilisation généralisée des antibiotiques. Ceux-ci,
en détruisant une grande partie du microbiote intes-
tinal, pourraient favoriser la survenue d’allergies.
K. Wickens et ses collaborateurs ont en effet montré
que l’utilisation d’antibiotiques pouvait être associée
à une augmentation du risque de développer un
asthme (9) ;
➤ les microbiotes des patients allergiques et des
individus sains sont différents. En effet, B. Björksten
et al. (10) ont mis en évidence une faible coloni-
sation par des bactéries anaérobies (bifidobactéries)
et une proportion élevée de certaines espèces
aérobies (coliformes) chez les enfants développant
une tendance allergique à l’âge de 2 ans. Il semble
donc y avoir un lien entre le microbiote intestinal
et la survenue d’allergies.
Notre sensibilité aux allergies n’est pas seulement
façonnée par le microbiote intestinal mais peut
aussi être modulée par d’autres microbiotes,
comme le microbiote cutané (11). L’épithélium
bronchique possède un microbiote très caractéris-
tique, différent chez les individus sains et chez les
asthmatiques (12). Certaines infections bactériennes
pulmonaires peuvent aggraver les AR. En effet, les
nourrissons, dont les poumons sont infectés par des
bactéries pathogènes peu après la naissance, sont
plus susceptibles de développer de l’asthme. De plus,
les poumons des adultes asthmatiques contiennent

30 | La Lettre d’ORL et de chirurgie cervico-faciale • n° 331 - octobre-novembre-décembre 2012
MISE AU POINT Les prébiotiques : une stratégie pour lutter contre les allergies ?
beaucoup plus de bactéries que les poumons des
personnes sans asthme. Par ailleurs, les individus
développant un asthme sévère présentent une plus
grande diversité bactérienne que les patients atteints
d’asthme modéré (7). Cependant, la bactérie Helico-
bacter pylori, vivant dans l’estomac et provoquant
des ulcères et des cancers, semble être bénéfique
contre l’asthme. Des études montrent que les
enfants infectés par H. pylori étaient 40 à 60 % moins
susceptibles de souffrir d’asthme que les enfants non
infectés (13). Lors de l’infection, des lymphocytes T
régulateurs semblaient s’accumuler dans l’estomac
puis se déplacer vers les poumons ; ainsi, une bactérie
de l’estomac peut influencer des réponses immuni-
taires systémiques (14).
Certaines données de la littérature suggèrent donc
un effet bénéfique de certaines bactéries infectant les
muqueuses (intestin, estomac, peau) sur la sensibilité
aux allergies. Ces observations incitent à développer
des stratégies thérapeutiques et de prévention visant
à équilibrer les microbiotes associés aux muqueuses
pour assurer la santé de l’hôte. Ce rôle pourrait être
attribué aux prébiotiques.
Les prébiotiques :
des suppléments alimentaires
intéressants
Définition
Les prébiotiques ont été définis comme “des
ingrédients alimentaires non digestibles affectant
l’organisme hôte de manière bénéfique en stimulant
sélectivement la croissance et/ou l’activité d’une
ou d’un nombre limité d’espèces bactériennes déjà
présentes dans le côlon, et, de ce fait, capables d’amé-
liorer la santé de l’hôte ” (15). Bien que, à ce jour, les
prébiotiques les plus étudiés demeurent les fructanes
(l’inuline et ses dérivés les fructo-oligosaccharides
[FOS]) et les galacto-oligosaccharides (GOS), il existe
une multitude de molécules considérées comme
prébiotiques potentiels : des xylo-oligosaccha-
rides (XOS), des oligosaccharides de soja (SOS), de
l’amidon résistant à la digestion, etc. (tableau I).
La très grande majorité de ces molécules sont des
fibres ou des oligosaccharides, qui sont métabolisés
par les bactéries et induisent la production d’acides
gras à chaîne courte (AGCC) dont les principaux
représentants sont l’acétate, le propionate et le
butyrate.
Propriétés immunomodulatrices
des prébiotiques
Les prébiotiques peuvent exercer un effet sur la
barrière intestinale et le système immunitaire
associé à l’intestin via les AGCC produits par le
microbiote. Le butyrate est le plus étudié des AGCC.
Il a été identifié comme un modulateur de l’acéty-
lation de la queue des histones, et, par conséquent,
il peut augmenter l’accessibilité de nombreux gènes
à des facteurs de transcription (16). Les effets trans-
criptionnels du butyrate ont été étudiés tant in
vitro sur différentes cellules du système immuni-
taire et de l’épithélium intestinal (17) qu’in vivo
chez l’homme (18). Le butyrate est produit par les
genres Clostridium, Eubacterium et Ruminococcus,
tandis que d’autres AGCC tels que l’acétate ou le
propionate sont produits par des bactéries lactiques
des genres Bifidobacterium et Lactobacillus. Ces 2
derniers AGCC jouent également un rôle clé dans
la régulation de l’expression des gènes du système
immunitaire. Des effets directs des prébiotiques ont
néanmoins été décrits : on sait notamment que le
GOS peut limiter la fixation de certaines bactéries
aux cellules épithéliales en se liant aux récepteurs
d’adhésion de ces micro-organismes (19). D’autres
effets directs des prébiotiques sur la physiologie
intestinale sont, à l’heure actuelle, fortement
supposés, mais le mécanisme sous-jacent demeure
inconnu (tableau II). Les chercheurs de l’Institut
national de la recherche agronomique (Inra) de
Nantes ont par exemple récemment démontré
que les prébiotiques (GOS et inuline) agissaient
sur le développement et probablement sur le
métabolisme énergétique du souriceau in utero
ou pendant la lactation, voire sur le comportement
maternel (20).
Tableau I. Exemples de composés prébiotiques commercialisés (28, 29).
Prébiotiques Nom Structure Fournisseur
Inuline Raftilose®Fru-Frun + Glc-FrunOrafti (Belgique)
Fructo-oligosaccharides Actilight®Glc-Frun Beghin Meiji Industries (France)
Galacto-oligosaccharides Oligomate®Glc-GalnYakult (Japon)
Lactulose MLS-50®Gal-Fru Morinaga (Japon)
Oligosaccharides de soja Soya-Oligo Galn-Glc-Fru Calpis (Japon)
Isomalto-oligosaccha-
rides IMO 900 Glcn Showa Sangyo (Japon)
Gluco-oligosaccharides Bioecolia®GlcnSolabia (France)
Manno-oligosaccharides Bio-MOS®Mann
Alltech Biotechnology
(États-Unis)
Xylo-oligosaccharides Xylo-oligo XylnSuntory (Japon)

La Lettre d’ORL et de chirurgie cervico-faciale • n° 331 - octobre-novembre-décembre 2012 | 31
MISE AU POINT
L’intérêt des prébiotiques
en tant que stratégie
de traitement et de prévention
des allergies
L’effet supposé des prébiotiques
Selon l’hypothèse hygiéniste, un lien probable existe
entre la modification du microbiote et la régulation
de la survenue des allergies. Utiliser des suppléments
alimentaires capables de modifier le microbiote et/
ou d’agir sur le système immunitaire et la barrière
intestinale, comme les prébiotiques, constitue une
stratégie de prévention des allergies intéressante
(figure 2, p. 32). Les effets des prébiotiques sur la
prévention et le traitement des allergies ne sont à
ce jour pas complètement identifiés. La plupart des
études ont été réalisées dans un cadre préventif. Seule
une étude a testé l’efficacité des prébiotiques dans un
contexte thérapeutique à l’aide d’un modèle animal.
Les modèles animaux
Toutes les études animales ont été réalisées chez la
souris (21-23). Divers prébiotiques ont été utilisés :
GOS (21), FOS (21, 24), ou une combinaison de
GOS et d’inuline avec ou sans oligosaccharides
acides dérivés des pectines (22). Toutes les études
ont montré un effet préventif des prébiotiques sur
l’allergie. S. Fujitani et al. (24) ont observé un effet
antiallergique du FOS, caractérisé par une réduction
des mastocytes et des œdèmes intestinaux chez des
souris sensibilisées à l’ovalbumine (OVA). J. Watanabe
et al. (23) ont démontré une réduction des réactions
Tableau II. Effets positifs des prébiotiques sur la santé (effets probables ou suspectés) [28, 30-32].
Preuves scientifiques fortes
Effets des prébiotiques Mécanismes des prébiotiques
Faible valeur calorique Non-digestibilité et fermentation colique complète en lactate, acides gras
à chaîne courte (acétate, propionate et butyrate) et gaz (CO2, H2, CH4)
Modulation de la flore intestinale Fermentation sélective par le microbiote au détriment de la flore pathogène
Amélioration de la motilité
intestinale et soulagement
de la constipation
- Augmentation de la pression osmotique
- Production de butyrate fournissant de l’énergie aux colonocytes
- Production de gaz
- Accroissement de la biomasse bactérienne
Preuves scientifiques prometteuses
Effets des prébiotiques Mécanismes des prébiotiques
Stimulation de l’absorption
des minéraux et réduction
des risques d’ostéoporose
Acidification du milieu améliorant la solubilisation du calcium et du magnésium
Effet hypolipidémique,
effet hypoglycémique
et prévention du diabète
- Production d’acétate et de propionate modulant la lipogenèse hépatique
- Production de propionate modulant la gluco-néogenèse hépatique
- Libération d’hormones intestinales (incrétines)
Diminution des diarrhées - Fermentation sélective par le microbiote au détriment de la flore pathogène
- Production d’acides gras à chaîne courte stimulant l’absorption d’eau par le côlon
Diminution du risque du cancer
du côlon
- Modulation du système immunitaire via le microbiote endogène
- Production de butyrate régulant la prolifération des cellules altérées
- Modulation du microbiote exhibant une faible activité enzymatique carcinogénique
Prévention des infections
intestinales
- Fermentation sélective par le microbiote endogène
- Production d’acides gras à chaîne courte induisant un environnement acide
- Modulation du système immunitaire via le microbiote
Prévention des allergies Diminution du risque de dermatite atopique
Réduction des maladies
inflammatoires de l’intestin
- Effet possible à dose modérée sur le syndrome du côlon irritable
- Réduction de la pouchite
- Réduction de l’inflammation mucosale au cours de la colite ulcérative
- Réduction de l’inflammation et de l’activité de la maladie de Crohn
Effet sur la physiologie humaine - Amélioration de la santé des os (absorption du calcium, résorption osseuse)
- Diminution du poids corporel
- Diminution de la masse graisseuse
- Stimulation du système immunitaire : augmentation de l’activité des cellules NK,
de la phagocytose, de la production d’IL-10, de la production d’IgA, etc.