Les effets du microbiote intestinal sur la santé physique et mentale (MyNewGut)

Last Updated : 17 December 2018

Saviez-vous que nous sommes quasiment plus des bactéries que des humains ? En effet, plus de 100 trillions de bactéries résident dans notre gros intestin, constituant ainsi notre microbiote intestinal.1 Ces bactéries encodent 100 fois plus de gènes que le génome humain.

Notre santé physique et mentale peut être fortement affectée par ‘nos microbes’, ou, pour ainsi dire, ces petits organismes (comme les bactéries) qui constituent l’écosystème microbien de notre intestin. Cet écosystème est connu sous le nom de microbiote intestinal. Le déséquilibre de cet écosystème (appelé 'dysbiose’*) peut être dangereux pour la santé. En effet, la dysbiose est associée à des troubles comme l’obésité, le syndrome métabolique, le diabète de type 2 et les maladies mentales. Mais comment ces petits ‘microbes’ font-ils pour contrôler les différentes fonctions de l’organisme et du cerveau et comment pouvons-nous bénéficier de ces connaissances dans la prévention des maladies?

Financé par l’UE, le projet MyNewGut s’est plongé dans l’univers du microbiote intestinal pour tenter de trouver les réponses aux questions suivantes, et voici comment :

  • En examinant le rôle du microbiote intestinal et de ces composantes spécifiques dans le métabolisme et le bilan énergétique.
  • En identifiant les composantes spécifiques du microbiote intestinal et les fonctions métaboliques qui contribuent à l’obésité, aux troubles d’alimentation, aux troubles émotionnels et aux conditions associées et les prédisent.
  • En comprenant l’impact des facteurs du milieu sur le microbiote intestinal, à la grossesse et pendant le développement du bébé, et son influence sur le cerveau et sur la santé immunitaire et métabolique à long terme.
  • En développant de nouveaux ingrédients et prototypes alimentaires, en collaboration avec l’industrie alimentaire de l’UE, visant l’écosystème de l’intestin et contribuant à réduire le risque du développement des troubles d’ordre métabolique ou mental.

Au cours de 5 dernières années, les associés de MyNewGut ont publié 45 articles, et beaucoup d’autres sont en cours de réalisation. Les articles publiés incluent des études chez l’humain, les animaux et in vitro, ainsi que des examens des documents exhaustifs. Ces études ont non seulement confirmé de nombreuses hypothèses existantes, relatives au rôle du microbiote intestinal, mais elles ont également réalisé des découvertes nouvelles diverses et prometteuses. Examinons tout cela de plus près!

Les nouvelles bactéries intestinales pourraient aider à combattre l’obésité et les troubles mentaux

Les bactéries représentent >90% des micro-organismes trouvés dans notre intestin.2 Le projet MyNewGut a découvert des espèces et des souches bactériennes chez les personnes en bonne santé qui semblent être efficaces contre l’obésité, les troubles métaboliques et les troubles de l’humeur. Elles le sont grâce à leur action sur les systèmes endocrinien et immunitaire qui influencent notre santé physique et mentale. Ainsi, la souche bactérienne ‘Bacteroides uniformis CECT 7771’ a fait preuve d’efficacité préclinique contre les dysfonctionnements métaboliques et immunitaires relatifs à l’obésité, réduisant, par exemple, le taux de triglycérides sériques, l’intolérance au glucose et la prise de poids.3,4 . De plus, les associés de MyNewGut ont également identifié la souche bactérienne Bifidobacterium longum, ayant un impact positif sur le stress ressenti, la qualité du sommeil et la sécrétion du cortisol. Ces souches pourraient être des probiotiques de nouvelle génération, que l’on pourrait utiliser dans le futur pour aider la lutte contre l’obésité et les troubles liés au stress (par ex. troubles dans l’exécution des tâches cognitives comme la baisse d’attention, la capacité d’apprentissage ou les troubles de l’humeur comme la dépression).

Les effets du régime alimentaire sur notre microbiote intestinal

Le régime alimentaire semble jouer un rôle majeur, agissant sur la composition et le fonctionnement du microbiote intestinal humain.5,6 Les experts de MyNewGut ont mené plusieurs essais cliniques sur des sujets humains afin d’examiner les effets du régime alimentaire que le microbiote pourrait présenter et vont publier une série d’exposés de position, qui nous donneront des indices sur la manière à établir les futures recommandations diététiques. Ces exposés de position s’appuient sur les résultats des projets ainsi que sur les plus récentes connaissances relatives au rôle du microbiote intestinal et son interaction avec un régime alimentaire dans les bilans de santé. Les associés de MyNewGut se sont particulièrement concentrés sur l’action que les protéines, les graisses et les fibres exercent sur le microbiote intestinal.

Les risques d’un apport élevé en protéines ou d’un régime riche en matières grasses menaçant le microbiote intestinal

L’apport en protéines est bénéfique au contrôle du poids et à certains aspects de la santé métabolique, mais, contrairement aux glucides, un apport élevé semblerait présenter des effets indésirables. Les associés de MyNewGut ont découvert qu’une consommation de protéines élevée, qui augmente la fermentation des protéines dans le gros intestin, provoque des métabolites toxiques (produits du métabolisme des acides aminés) liés à des maladies comme le cancer du côlon. Au cours de l’intervention diététique chez l’homme, avec une teneur en protéines élevée, étalée sur 3 semaines,  effectuée par Beaumont et ses collègues, la source de la protéine (animale ou végétale) a paru engendrer des différences importantes dans les métabolites générés.7 7 Ceci rend la source des protéines importante aux futures recherches, notamment quand il s’agit des effets possibles des régimes à protéines élevées sur le microbiote et les métabolites en dérivant à long terme. Wolters et ses collègues ont conclu qu’un régime riche en matières grasses, et particulièrement en acides gras saturés, peut avoir des effets négatifs sur le microbiote intestinal, se manifestant par un nombre de microbes inférieur et moins de variétés d’espèces microbiennes.  Les régimes riches en acides gras poly-insaturés, oméga-3 ou oméga-6, n’affecteraient pas le microbiote, alors que les effets des acides gras mono-insaturés sont moins cohérents (soumis pour publication).

Les fibres alimentaires sont le combustible principal de notre microbiote intestinal

Les fibres sont des glucides qui ne sont pas digérées par nos enzymes digestifs, et par conséquent arrivent intactes dans notre gros intestin. Elles sont fermentées par les bactéries intestinales, qui forment des acides gras volatiles (AGV : acide acétique, propionique et butyrique). Ces substances jouent un rôle important dans la santé intestinale ; par exemple, elles aident à protéger les cellules de la paroi intestinale, déclenchent des hormones impliquées dans l’appétit et le métabolisme du glucose et réduisent l’inflammation.2 La fermentation du glucose est alors considérée comme bénéfique à la santé intestinale en général, mais au-delà également. Les études récentes indiquent qu’une consommation de fibres en quantités supérieures aux recommandations alimentaires actuelles (25-30 g de fibres/jour) pourrait être nécessaire pour obtenir des effets bénéfiques du microbiome, comme la réduction des éléments causant des inflammations de l’intestin.8

Une alimentation riche en graisses ou en fibres est liée à la dépression de manière opposée

Il a été constaté que l’interaction entre l’alimentation et le microbiote intestinal modifie l'axe intestin-cerveau chez les souris nourries selon un régime riche en graisses, ayant finalement un effet négatif sur le fonctionnement du cerveau.9 En effet, des études menées par les associés de MyNewGut ont démontré que les régimes occidentaux riches en graisses saturées aboutissaient non seulement à l’obésité, mais également à la dépression. Nous savons que ces effets sont représentés par le microbiote intestinal, étant donné leur réduction suite au traitement antibiotique. Ces résultats ne sont qu’un point de départ, de nouvelles recherches devant confirmer ces conclusions chez les hommes.10 Les analyses d’autres recherches montrent qu’une alimentation riche en fibres est également liée à la diminution des symptômes de dépression, indiquant que les fibres prébiotiques influencent la composition du microbiote, ce qui pourrait avoir un impact sur le comportement.11

Le rôle de l’intestin dans la santé métabolique: indices mécanistes

Les études effectuées sur des modèles animaux menées par les associés du projet ont révélé de nouveaux mécanismes, selon lesquels le microbiote pourrait influencer la santé métabolique. Le groupement a montré que l’activité peptidase (DPP-4), responsable de la dégradation d’hormones entéroendocrines  sécrétées dans l’intestin, qui régulent l’appétit et l’homéostasie du glucose (comme le glucagon-like peptide I [GLP-I]), est d’origine bactérienne .12 Cela signifie que la présence de bactéries spécifiques produisant ces nouvelles enzymes pourrait influencer l’appétit, l’alimentation et la prise de poids.

Le microbiote intestinal: nous sommes tous différents

Le projet MyNewGut a également examiné des interventions innovatrices, y compris la transplantation de microbiote fécal (TMF) pour le rétablissement des troubles liés à la dysbiose. Dans la TMF, le microbiote d’un donneur sain est transféré à un individu souffrant d’une forme de dysbiose. Dans les études de MyNewGut, le microbiote du donneur est transféré à des sujets humains au syndrome métabolique.5 Dans cette étude, la réactivité au traitement dépendait du profil du microbiote intestinal de l’individu, indiquant le besoin d’établir des stratégies d’interventions personnalisées. Cette étude démontre également que le microbiote d’un individu exerce un impact direct sur le système nerveux qui pourrait intervenir dans les effets de l’alimentation sur la santé métabolique (article en préparation).

L’impact que le déséquilibre du microbiote à la petite enfance exerce sur la santé

MyNewGut a montré à quel point il était important de mieux comprendre le rôle des facteurs du milieu et de l’alimentation sur le microbiote intestinal aux périodes critiques, comme le bas âge et l’enfance. À ces périodes, différents organes et systèmes sont en cours de développement et de maturation, ce qui rend ces périodes cruciales au développement d’un microbiote intestinal diversifié. Les modifications de l’alimentation qui influencent le microbiote favorablement auraient des effets supérieurs et plus durables pendant les phases de développement, soulignant l’importance de l’alimentation pendant l’enfance à la santé à long terme dans l’âge adulte.2 Les associés de MyNewGut ont particulièrement examiné si les facteurs du milieu à bas âge et à l’enfance influencent également le bilan de santé aux étapes ultérieures de la vie chez l’homme. Ainsi, ils ont mené une étude longitudinale unique chez les enfants pour déterminer le rôle du microbiote, du style de vie (alimentation, activité physique, etc.) et d’autres facteurs individuels (profile immunitaire et métabolique) dans le développement de l’obésité. L’étude a révélé que des configurations spécifiques du microbiote étaient en effet liées aux marqueurs d’inflammation et aux habitudes alimentaires, et par conséquent au développement de l’obésité. Les associés de MyNewGut ont également révélé que le type d’accouchement, un facteur influençant la maturation du microbiote à la petite enfance qui peut contribuer à la programmation de la santé ultérieure, agit également sur la sensibilité au stress chez les jeunes adultes chez l’homme. Une césarienne quant à elle affecte défavorablement les marqueurs d’inflammation et la réaction au stress.

Quelle est l’étape suivante des recherches relatives à la santé de l’intestin?

Pour conclure, les résultats du projet MyNewGut ont démontré que notre intestin ‘a sa propre raison’ et que d’autres recherches sont nécessaires pour comprendre comment il fonctionne et influence notre santé. Le projet a apporté des aperçus précieux du rôle de notre microbiote dans la santé métabolique et mentale. Les observations de MyNewGut joueront un rôle essentiel dans le développement futur d’interventions plus efficaces visant l’intestin – lutte contre l’obésité, le syndrome métabolique et les troubles du comportement, comme troubles des conduites alimentaires et troubles de l’humeur/émotionnels. En trois mots: soignez vos tripes!

References

  1. Sender R, Fuchs S & Milo R (2016). Are we really vastly outnumbered? Revisiting the ratio of bacterial to host cells in humans. Cell 164:337–340.
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  3. Benítez-Páez A, Gómez del Pulgar EM & Sanz Y (2017). The glycolytic versatility of bacteroides uniformis CECT 7771 and its genome response to oligo and polysaccharides. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 7:1–15.
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  7. Beaumont M, et al. (2017). Quantity and source of dietary protein influence metabolite production by gut microbiota and rectal mucosa gene expression: A randomized, parallel, double-blind trial in overweight humans. The American Journal of Clinical Nutriti
  8. Hassan AM, et al. (2018). High-fat diet induces depression-like behaviour in mice associated with changes in microbiome, neuropeptide Y, and brain metabolome. Nutritional Neuroscience.
  9. Agusti A, et al. (2018). Bifidobacterium pseudocatenulatum CECT 7765 ameliorates neuroendocrine alterations associated with an exaggerated stress response and anhedonia in obese mice. Molecular Neurobiology 55:5337–5352.
  10. Kelly JR, et al. (2017). Lost in translation? The potential psychobiotic Lactobacillus rhamnosus (JB-1) fails to modulate stress or cognitive performance in healthy male subjects. Brain, Behavior, and Immunity. 61:50–59.
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  12. Olivares M, et al. (2018). The potential role of the Dipeptidyl peptidase-4-like activity from the gut microbiota on the host health. Frontiers in Microbiolology 9:1–10.