Pr Philippe DEVILLIER

Publication Commentée

Composition du microbiome et son impact sur le développement des maladies allergiques

Peroni DG, Nuzzi G, Trambusti I, Di Cicco ME, Comberiati P. Microbiome Composition and Its Impact on the Development of Allergic Diseases. Front Immunol. 2020;11:700. Published 2020 Apr 23.

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Dans cette publication nous discuterons de l’intérêt de préciser ce qu’est le microbiote, d’où proviennent les 3 grands « entérotypes », ainsi que les conclusions récentes sur l’implication potentielle du microbiome au niveau du tractus gastro-intestinal, de la peau et des voies respiratoires dans le développement de pathologies allergiques telles que, la dermatite atopique, l’asthme et l’allergie alimentaire.

Le contexte

Le mode de vie et l’environnement sont impliqués dans l’augmentation progressive de la prévalence des allergies dans les pays industrialisés. Parmi les différents facteurs impliqués, les interactions hôte-microbiotes apparaissent comme un élément important de compréhension dans le développement des maladies allergiques.

Pr Philippe DEVILLIER

Pharmacologue (Hôpital Foch Suresnes)

Le microbiote intestinal est de loin celui qui a été le plus étudié. Il représente l’ensemble des micro-organismes (bactéries, virus [phages], champignons, levures et protozoaires) vivant dans le tractus digestif humain, principalement localisé au niveau de l’intestin grêle et du côlon. Chaque individu héberge plusieurs centaines d’espèces bactériennes différentes. Le microbiome représente ainsi une très grande diversité estimée à environ 100 à 150 fois le génome humain. Dans la composition du microbiote intestinal bactérien, quatre phyla dominent : les Firmicutes (60 à 75 % des bactéries du microbiote), les Bacteroidetes (10 à 40 %), les Actinobacteria (3 %) et les Proteobacteria. À la naissance, le tube digestif du nourrisson est stérile, et sa colonisation débute dès la naissance, notamment au contact des microbiotes maternels. Le tube digestif du nouveau-né est particulièrement permissif, et les niveaux de population microbienne croissent rapidement. Le microbiote initial dépendra du type d’accouchement (voie naturelle ou césarienne), de l’environnement, du type d’alimentation, et des recours à l’antibiothérapie. Il existe une très forte variabilité interindividuelle en termes de composition du microbiote, et chaque individu possède un microbiote intestinal qui lui est propre. Ce microbiote s’organise selon trois principaux types de compositions bactériennes spécifiques « entérotypes » qui sont des signatures bactériennes intestinales. Ces entérotypes, bien que stables, ne sont pas figés et peuvent être impactés par un changement pérenne de mode de vie, notamment une variabilité de l’hygiène alimentaire de l’individu. Les trois entérotypes sont le type Bactéroides associé à une consommation accrue de protéines animales, Prevotella associé à une ingestion régulière et en quantité importante de fibres et de glucides, et Ruminococcus associé à la consommation d’alcool et de graisses polyinsaturés. Pour de nombreuses pathologies, une altération de la composition du microbiote intestinal a été documentée, mettant en exergue une perte de richesse du microbiote et occasionnellement des espèces bactériennes dites signatures, surreprésentées ou au contraire absentes chez le malade par rapport au sujet sain.

Qu’en est-il du rôle complexe du microbiome humain dans la pathogénèse de la Dermatite Atopique, de l’Asthme et des Allergies Alimentaires ?

Les données

Les enfants nés à terme par voie vaginale et allaités semblent avoir le microbiome intestinal le plus « bénéfique », avec une concentration plus élevée de Bifidobactéries et de plus faibles concentrations de Clostridium difficile et d’Escherichia coli. Les 1000 premiers jours de la vie semblent donc constituer une « fenêtre d’opportunité » pour la modulation du microbiome.

Christmann et coll. ont rapporté des réponses IgG plus faibles à des groupes spécifiques d’antigènes du microbiote chez des nourrissons qui ont ensuite développé des troubles allergiques dans l’enfance (y compris les allergies cutanées, respiratoires et alimentaires) par rapport à des enfants en bonne santé. Sjödin et coll. ont mené une étude prospective originale en analysant le microbiote intestinal de 93 enfants suivis pendant 8 ans. 22,5% ont présenté une maladie allergique médiée par les IgE. Trois entérotypes ont été identifiés, Coprococcus, Prevotella et Bacteroides, systématiquement sous- représentés chez les enfants allergiques, alors que Ruminococcus était temporairement sous- représenté. Par ailleurs, le genre Faecalibacterium était associé à une réponse tolérogène chez les enfants allergiques de 8 ans. Ces observations suggèrent qu’une modification de l’alimentation pourrait participer à la prévention des maladies allergiques et se rapprochent de l’hypothèse hygiéniste, basée sur des données épidémiologiques, selon laquelle une réduction de l’exposition en bas âge aux infections et aux microbes dans les villes des pays industrialisés entraînerait une altération de la maturation du système immunitaire avec pour conséquence, une augmentation de la prévalence des maladies allergiques.

Allergies Alimentaires : Que ce soit pour l’allergie au lait de vache, à l’œuf, ou différents aliments, y compris l’arachide ou la noix, plusieurs auteurs ont retrouvé des variations des familles (familya), genres (genus) et espèces (spp) bactériennes. Il faut souligner que la relation causale entre ces variations et les allergies alimentaires n’est pas établie. La supplémentation du lait par un probiotique Lactobacillus rhamnosus GG a été associé à une résolution de l’allergie au lait de vache à 12, 24 et 36 mois par rapport à la non-supplémentation dans une étude randomisée mais en ouvert. De plus, Tang et coll. ont utilisé le même probiotique Lactobacillus rhamnosus GG en association à une immunothérapie orale à l’arachide permettant d’obtenir une tolérance à l’arachide chez des enfants allergiques. Ce dernier résultat obtenu dans une étude non contrôlée doit être confirmé par des études sans biais méthodologiques.

Dermatite Atopique (DA) : La DA est une dermatose chronique, prurigineuse, et inflammatoire, dont la principale anomalie est une altération de la barrière cutanée, une altération de la réponse immunitaire et une modification de la biodiversité microbienne cutanée. La prédominance du Staphylococcus aureus sur Staphylococcus epidermidis est une des caractéristiques de l’atteinte cutanée de la DA aiguë et chronique. Elle est corrélée avec le niveau de sévérité de la DA et le risque de sensibilisation allergénique. Les staphylocoques coagulase-négatifs (S. epidermidis, S. hominis et S. lugdunensis) peuvent sécréter des métabolites antimicrobiens et un biofilm qui limiteraient la croissance de Staphylococcus aureus. Il a d’ailleurs été démontré que le taux de staphylocoques commensaux est significativement réduit chez des enfants de 2 mois qui développeront une DA à 1 an. Ces constats, associés à la restauration de la barrière cutanée et de sa diversité bactérienne par l’application de préparations topiques hydratantes, seraient la base de recherches visant à développer des préparations topiques de probiotiques à visée thérapeutique. Dans une étude menée par Galazzo et coll., le suivi du microbiote fécal des enfants de 5 semaines jusqu’à 6 – 11 ans et de ses modifications, le type d’accouchement (naturel, césarienne) ainsi que le régime alimentaire (allaitement), semblent contribuer au développement des allergies, de la DA et de l’asthme chez ces jeunes enfants.

Asthme : Un ensemble de données suggère que la composition du microbiote pulmonaire au début de la vie pourrait avoir une influence sur le développement (normal) pulmonaire ou sur l’émergence de pathologies pulmonaires. Les entérotypes Bacteroides et Prevotella prédominent dans le microbiote pulmonaire des sujets sains. La colonisation des voies respiratoires par Streptococcus, Moraxella ou Haemophilus dans les 2 premiers mois de vie a été associée à des infections virales sévères des voies aériennes inférieures au cours de la première année de vie, ainsi qu’au risque de développement d’un asthme plus tard dans la vie. De nouvelles études montrent que les perturbations microbiennes intestinales au plus jeune âge, notamment liées à des antibiothérapies, peuvent également être associées au développement de l’inflammation des voies aériennes et à un risque accru d’asthme. Dans son étude, Galazzo et coll., a montré que les genres bactériens Lachnobacterium, Lachnospira et Dialister étaient significativement réduits dans le microbiote intestinal des nourrissons ayant développé de l’asthme à l’âge scolaire par rapport aux témoins sains. Stokholm et coll. ont confirmé qu’une présence plus faible de Lachnospiraceae, Faecalibacterium, et Dialister à 1 an était associée au développement d’un asthme à 5 ans. La supplémentation en probiotiques dans un but préventif fait l’objet d’études aux résultats souvent contradictoires.

Ce qu’il faut retenir

  • La petite enfance est une période cruciale pour le développement des microbiotes, notamment du microbiote intestinal, impliqués dans la maturation et régulation du système immunitaire.
  • La perturbation du microbiote intestinal au cours des premières années de vie est associée à l’apparition de maladies atopiques/allergiques plus tard dans la vie. Il n’est pas clairement établi si ces dysbioses sont un facteur causal ou aggravant des maladies allergiques.
  • Bien que les relations entre la nutrition précoce, le microbiote et le développement du système immunitaire soient mieux établies depuis ces dix dernières années, d’importantes zones d’ombre concernant les mécanismes moléculaires impliqués restent à élucider.
  • La compréhension de ces mécanismes est essentielle pour développer des stratégies de prévention des maladies allergiques, notamment via le recours à des pré- ou pro-biotiques pouvant avoir un effet préventif bénéfique concernant la sensibilisation aux allergènes et l’apparition de maladies allergiques.

 

Références

  1. Simonyté Sjödin K, Hammarström ML, Rydén P, Sjödin A, Hernell O, Engstrand L, et al. Temporal and long-term gut microbiota variation in allergic disease: a prospective study from infancy to school age. Allergy. (2019) 74:176–85
  2. Tang ML, Ponsonby AL, Orsini F, et coll. Administration of a probiotic with peanut oral immunotherapy: A randomized trial. J Allergy Clin Immunol. 2015 Mar;135(3):737-44
  3. Galazzo G, van Best N, Bervoets L, et al. Development of the Microbiota and Associations With Birth Mode, Diet, and Atopic Disorders in a Longitudinal Analysis of Stool Samples, Collected From Infancy Through Early Childhood. Gastroenterology. 2020;158(6):1584-1596.
  4. Stokholm J, Blaser MJ, Thorsen J, et al. Maturation of the gut microbiome and risk of asthma in childhood [published correction appears in Nat Commun. 2018 Feb 13;9(1):704]. Nat Commun. 2018;9(1):1

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