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    Les bactries de lintestin peuvent-elles influer sur notre comportement ?

    Laurent Naudon , Charg de recherche CNRS

    INRA, Institut Micalis 78350 Jouy-en-Josas

    www.micalis.fr laurent.naudon@jouy.inra.fr

    ASSOCIATION DES CAFES SCIENTIFIQUES DU PAYS VIZILLOIS 19-03-2015

    http://www.micalis.fr/mailto:laurent.naudon@jouy.inra.fr

  • Equipe : AMIPEM Alimentation, Microbiote Intestinal,

    Pathologies Encphaliques et Mtaboliques

    Institut Micalis Microbiologie de lAlimentation au service de la Sant

    Limplication du microbiote intestinal dans les pathologies mtaboliques et

    les maladies neuropsychiatriques

    Limplication du microbiote intestinal dans les pathologies mtaboliques et

    les maladies neuropsychiatriques

  • Jusquau dbut des annes 2000 lexistence dune influence des bactries de lintestin

    sur le fonctionnement du cerveau ntait pas vraiment envisage.

  • 4 4 4

    PubMed : Articles microb* / intestin / cerveau PubMed : Articles microb* / intestin / cerveau

    0

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    140

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    2000 2001

    2002 2003

    2004 2005

    2006 2007

    2008 2009

    2010 2011

    2012 2013

    2014

    No

    mb

    re p

    ar

    an

    Microbiote intestinal et cerveau : un domaine de recherche en plein dveloppement

  • Les micro-organismes sont prsents partout dans l'environnement : dans l'air, dans le sol et

    dans l'eau, mais aussi dans les aliments et sur les tres vivants.

    Menace

  • Symbiose : Association intime, durable et bnfice mutuel entre deux organismes

    appartenant des espces diffrentes

    - profitent dun environnement stable

    - temprature - oxygne - pH - nutriments

    Les bactries :

  • Dveloppement de la muqueuse

    intestinale Maturation et fonctionnement

    du systme

    immunitaire

    Protection contre les

    pathognes

    Rgulation du mtabolisme nergtique

    Mtabolisme du bol alimentaire et des scrtions

    intestinales

    Biosynthse de

    vitamines Mtabolisme des

    xnobiotiques

    Maturation et fonctionnement

    du cerveau

    Microbiote intestinal

    Effets positifs du microbiote intestinal sur son hte humain

  • Ensemble des microorganismes :

    bactries, levure & champignons qui partagent lespace corporelle de lhte.

    Petit point de vocabulaire

    Flore microbienne Microbiote =

    Joshua Lederberg (1925-2008) gnticien et microbiologiste amricain

    Jusqualors cette communaut cologique avait t nglige en tant que

    dterminant de la sant et de la maladie

  • Reprsentation des espces bactriennes qui prdominent diffrents points

    du corps humain

    Chaque site corporel correspond une niche cologique spcialise et caractrise par ses propres ensembles microbiens

  • Le microbiote de lorganisme humain Le microbiote de lorganisme humain

    Bouche

    Peau

    Intestin

    sophage

    Estomac

    Vagin

    Le microbiote intestinal -Le plus tudi - Forte diversit taxonomique, gntiques et fonctionnelle

  • Duodnum :

    10 000 100 000 bactries/g

    Clon:

    10 milliards 100 milliards

    de bactries/g

    Estomac :

    100 1000 bactries/g

    Le microbiote intestinal : une population microbienne considrable

    Ilon :

    100 000 to 100 millions bactries/g

  • Cent mille milliards de bactries dans lintestin (1014)

    Le poids du microbiote intestinal

    peut atteindre jusqu'

    95% de nos bactries sont dans

    le tube digestif

    La surface du tube digestif est grande comme

    2 courts de tennis

    Les bactries sont

    10 50 fois plus petites que

    les cellules humaines

    Le rapport bactries / cellules humaines est de

    Les gnes bactriens reprsentent

    150 fois le nombre de gnes prsent dans le gnome humain

  • La colonisation microbienne du tube digestif commence dans les heures qui suivent la naissance.

    Quand et comment apparat le microbiote intestinal ?

    En cas de csarienne microbiote de la peau

    Les premiers colonisateurs sont issus des microbiotes fcal et vaginal de la mre.

    Le microbiote se complexifie et se stabilise pour atteindre une composition proche de celle de ladulte vers lge de 3 ans.

    Avant la naissance, le ftus est strile.

  • Avant la naissance

    Bb Enfant Adulte Personne ge

    Traitement antibiotique

    Malnutrition

    Obse

    > 100 ans

    lait maternel

    lait maternis

    nourriture solide

    Variation du microbiote en fonction de lge

  • Lozupone et coll., Nature 2012

    Analyse du microbiote fcal de 531 personnes en bonne sant

    Les habitants des USA diffrent de ceux du Malawi (Afrique australe) et de la rgion amazonienne du Vnzuela.

    Variation du microbiote en fonction de lenvironnement

  • Variation du microbiote en fonction des individus

    Lozupone et coll., 2012. Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature 489:220-30.

    Proportions des principaux phyla prsents dans lintestin

    de 4 adultes nord-amricains (USA)

    B C

    Diversit despces dans le phylum des Firmicutes

    chez les individus

    &

  • Dysbiose

    Perturbation de lquilibre de lcosystme microbien

    MICI : Maladies inflammatoires chroniques

    de l'intestin % de bactrie dans lintestin

    Diminution de la diversit

    Variation du microbiote en fonction de ltat de sant

    Question: la dysbiose est-elle la cause

    ou la consquence de la maladie ?

  • Syndrome neuropsychiatrique qui se manifeste par :

    Lencphalopathie hpatique

    Mais aussi - de l'anxit et des troubles de l'humeur

    - des troubles de la cognition

    1er stade Diminution de

    lattention

    2me stade Lthargie et

    faible tat de confusion

    3me stade Somnolence et

    fort tat de confusion 4me stade

    Coma

  • Lencphalopathie hpatique

    l'encphalopathie hpatique est cause par un dysfonctionnement du foie (Cirrhose hpatique)

    Mais toutes les cirrhose ne saccompagne pas dencphalopathie hpatique

    Sujet Sain Cirrhose sans

    Encph. hpatique

    Composition du microbiote

    intestinal

    Composition du microbiote

    intestinal

    Cirrhose avec Encph. hpatique

  • Lencphalopathie hpatique

    La modification de la composition

    du microbiote intestinal par les

    antibiotiques, probiotiques et prbiotiques

    amlioration des performances cognitives.

    Traitements classiquement prescrits et efficaces

    Laccumulation crbrale

    dammoniaque (NH3)

    dorigine digestive

    semble jouer

    un rle important

    Laccumulation crbrale

    dammoniaque (NH3)

    dorigine digestive

    semble jouer

    un rle important

    Barrire hmato-encphalique

    NH3

    Circulation gnrale

    NH3

    Production par le microbiote

    Dfaillance du foie

    NH3

    NH3

    Absorption par les astrocytes

    dme crbral

    Dysfonctionnement neuronal

  • Cette influence sexerce-t-elle dans un organisme sain ? Joue-t-elle un rle dans dautres maladies du cerveau ?

    Par quels mcanismes les bactries intestinales Peuvent-elles agir distance sur le cerveau?

  • Stratgies utilises pour tudier le rle de l'axe microbiote-intestin-cerveau Modles chez le Rongeur

    Etudes de

    transplantation fcale

    Etudes avec

    antibiotiques

    Cryan et Dinan, Nature Reviews 2012

    Axe microbiote-intestin-cerveau

    Etudes avec probiotiques

    Etudes avec

    des animaux axniques

    Etudes dinfection

  • Etudes dinfection bactrienne

    Linfection a-t-elle un effet sur la mmoire ? Linfection a-t-elle un effet sur la mmoire ?

    legionella pneumophila responsable de la lgionellose

    Test dit de la piscine de Morris

    Gibertini et coll., 1995

  • Plateforme Non-visible

    1er jour

    Souris infecte Souris infecte

    Souris tmoin Souris tmoin

    3 jours dapprentissage

    Etudes dinfection bactrienne

    Une infection bactrienne peut entrainer une diminution de la mmoire

    Infection Globules Blanc Cytokines pro-inflammatoires Inflammation

  • Que sont les antibiotiques ? Ce sont des molcules limitant la croissance bactrienne - soit en dtruisant les bactries - soit en limitant leur multiplication.

    Avantages: Les antibiotiques a large spectre constituent un bon moyen de modifier la composition du microbiote intestinal. Ce modle est lavantage dtre relativement facile a manipuler et il est reprsentatif de ltat de dysbiose survenant chez les patients ayant reu ce type dantibiotiques. Inconvnient : Ce modle est trs peu spcifique

    Etudes avec les antibiotiques

  • Etudes avec les antibiotiques

    Mlange dantibiotiques non absorbables (nomycine, bacitracine, et pimaricine)

    7 jours

    Balb/c Souche de souris

    motive, craintive

    Contrle Contrle Trait Trait

  • Etudes avec les antibiotiques

    (Bercik et coll., Gastroenterology 141, 599609, 2011)

    Test danxit clair-obscur

    Augmentation de 40 % du nombre de sortie

    Augmentation de 40 % du nombre de sortie

    Traitement antibiotique

  • Etudes avec les antibiotiques

    (Bercik et coll., Gastroe