La bactérie est un loup pour la bactérie

Bdellovibrio bacteriovorax Gram négatif proteobacteriacea Pseudomonas

Vampirococcus Daptobacter

Myxobacteriacea Bactérie du sol Attaque de microcolonies de Sardina (coque gram+)

Probiotiques : entre empirisme et charlatanisme Bernard Taminiau

Premiers contacts Le premier contact bactérien se fait à la naissance ! la colonisation de l’intestin est initiée lors de l’exposition du nouveau-né à la flore vaginale maternelle Naissance Colonisation par de bactéries anaérobies facultatives lumen rendu anaérobie suite à la respiration bactérienne communauté composée de qq espèces, principalement des bifidobacteria

Alimentation lactée Lait maternel Lait maternisé Population stable: Bifidobacteria Augmentation des lactobacilli Sevrage Augmentation de la complexité de la flore pour se stabiliser après un à deux ans Etape clé pour influencer la mise en place d’une flore saine par la modulation de celle-ci En effet, la stabilité de la flore augmentant avec l’âge, l’influencer est une difficulté croissante.

Parenthèses : Helicobacter pylori et Klebsiella aerogenes H. Pylori : bactérie commensale Bactérie commensale car présente dans >50% population mondiale considérée comme pathogène car prédisposant aux ulcères et carcinomes de l’estomac Néanmoins, son éradication prédispose au cancer oropharyngien. K. aerogenes : bactérie mutualiste Bactérie anaérobie fixatrice d’azote composant important des populations de Nouvelle-Guinée dont la balance en azote est déficitaire (régime de patates douces)

La flore intestinale, quel intérêt ? colonisation intestinale est le premier contact avec les micro-organismes. Importante pour le développement correct des villosités intestinales joue un rôle dans la régulation immunophysiologique de l’intestin bon développement du système immun intestinal. control actif de l’homéostase immune. Protection contre les organismes pathogènes Compétition pour les sites de fixations aux cellules Compétition pour les ressources vitales par leur propre activité antimicrobienne Augmente les ressources métabolisable par l’organisme la flore du colon fournit à l’hôte 10% de son énergie journalière Participe à l’élimination de composants toxiques cruciale pour le bien-être au long terme.

de la Genèse au troisième millénaire Les probiotiques : de la Genèse au troisième millénaire « Abraham devait sa longévité à la consommation de lait aigri » (Genese 18:8, version perse) L’historien romain Pline recommandait l’administration de lait fermenté pour le traitement de gastroentérite A l’avènement de la microbiologie, plusieurs scientifiques attribuaient la santé et la longévité des peuples méditerranéens aux effets du à des modifications de leur balance microbienne intestinale (Metchnikoff, Carre, Tissier). Schrezenmeir and de Vrese, 2001

Le terme PROBIOTIQUE (litéralement « pour la vie), employé par Lilly et Stillwell (1965) : « substances sécrétées par un micro-organisme qui stimulent la croissance d’un autre micro-organisme » Parker (1974) est le premier à parler de probiotiques dans l’acception actuelle: « organismes et substances qui contribuent à l’homéostase microbienne intestinale » Définition actuellement reconnue PROBIOTIQUE : préparation de, ou produit contenant des micro-organismes vivants, définis, en nombres suffisants, qui altèrent la microflore (par implantation ou colonisation) dans un compartiment de l’hôte et qui, de ce fait, exercent des effets bénéfiques sur la santé de l’hôte.

Effets biologiques des probiotiques Enhanced epithelial barrier function Enhanced tight junction protein phosphorylation Upregulation of mucous production Enhanced epithelial cell glycosylation Increased sIgA production Modulation of host immune response Enhanced antibody production Enhanced natural killer cell activity Modulation of dendritic cell phenotype and function Modulation of NF-κB and AP-1 pathway Altered cytokine release Induction of regulatory T cells Induction of PPAR-γ Modulation of apoptosis Inhibition of proteasome activity Anti-microbial effects Decreased luminal pH Stimulation of defensin secretion Secretion of anti-microbial peptides Inhibition of pathogenic bacterial invasion Blockade of bacterial adhesion to epithelial cells Release of nitric oxide Penner et al., 2005

Probiotics used in experimental studies. Lactobacilli Bifidobacteria Others Fungi L. acidophilus B. bifidum Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Saccharomyces cerevisiae L. casei B. infantis Enterococcus faecium Saccharomyces boulardii* L. delbrueckii subp Bulgaricus B. longum Lactococcus lactis L. reuteri B. thermophilum Propionibacterium freudenreichii L. brevis B. adolescents Escherichia coli Nissle 1917 L. cellobiosus B. lactis Bacillus clausii L. curvatus B. animalis Bacillus oligonitrophilis L. fermentum B. breve L. plantarum L. rhamnosus (GG) L. salivarius L. gasseri L. johnsonii L. helviticus L. farciminis *Not part of the normal gastrointestinal tract Penner et al., 2005

Pathologies où les probiotiques sont pressentis Cancer colorectal (crc) essai clinique avec un mélange de L. rhamnosus GG et B. lactis Bb12 Diminue la population de coliforme Pas de résultats sur l’incidence de cancer actuellement Irritable bowel Syndrome (IBS) Désordre fonctionnel gastro-intestinal le plus fréquent Plusieurs essais cliniques en cours Résultats mitigés

Pancréatite Découle souvent sur des nécroses et des infection pancréatiques plusieurs essais de probiotiques afin d’influencer les risques d’infection La prise de L. plantarum diminue significativement la fréquence d’infection Diarrhée Diarhhées infectieuses Probiotiques sont utilisés en parallèle avec la thérapie de réhydratation. Toutefois, un tour des études montrent que le régime exact pour garantir un résultat reste encore imprécis. Diarhhées associées aux traitements antibiotiques et à Clostridium difficile Probiotiques utilisés diminuent les risques de diarrhées et la récurrence d’épisode diarrhéiques. (S. boulardii et L. plantarum 299v).

Inflammatory bowel disease (IBD) La perturbation de la flore gastrointestinale joue un rôle majeur dans la pathogenèse de l’IBD. Il est donc logique qu’on tente de diminuer et/ou prévenir ces perturbations à l’aide de probiotiques Colite ulcérative E. coli Nissle 1917 Effet égal au traitement à la mesalamine BIFICO (enterococci, bifidobacteria, lactobacilli) Diminution des cytokines pro-inflammatoires. Diminution pourcentage de rechute S. boulardii Induction de la rémission, amélioration des paramètres cliniques VSL3 (mixture of probiotic bacteria) pouchite inflammation du colon faisant suite à une colonorectomie Prévention post-chirurgicale, maintenance de la rémission

Autres domaines d’utilisation de probiotiques Probiotiques de type Bacillus sont utilisés sous forme de spores Or spores ont été utilisées comme vaccin vs anthrax des études sont faites pour modifier génétiquement les spores de bacillus afin de servir de vecteur vaccinal, pourquoi pas en association avec des probiotiques ? Approche probiotique en urologie Etudes menées dans le cas d’infection urogénitale (infections, cancer de la vessie) Les pierres rénales sont des cristaux d’oxalate. Chez l’homme, la bactérie anaérobie Oxalobacter formigenes est le principal agent de dégratation d’oxalate. Les pathologies d’oxalurie sont corrélées avec l’absence de cette bactérie. Cette bactérie est utilisée dans des premières études comme probiotiques afin de réduire les pathologies.

Autres domaines d’utilisation de probiotiques Protection immune médiée par les probiotiques aux sites muqueux distants L’idée est que la protection immune induite par les probiotiques soit suffisante pour ce stimulus touche d’autres muqueuses. Muqueuse respiratoire: Probiotiques L. casei utilisée chez la souris contre un challenge de Pseudomonas en aérosol. probiotique augmente activité phagocytaire des Macrophages alvéolaires et augmente le taux d’IgA. L’utilisation de B. breve en challenge avec le virus influenza (modèle murin) Pourcentage de survie plus élevé Titres igG anti-influenza plus élevé

Probiotique en médecine vétérinaire Améliorer la production animalière/ indices zootechniques augmenter le gain moyen quotidien améliorer l’indice de conversion alimentaire stabiliser la flore résidente Additifs alimentaires dits « naturels » 2006 : l’arrêt des antibiotiques facteurs de croissance : les pro/prébiotiques sont de nouvelles pistes en développement Intérêt thérapeutique diminution diarrhées post-antibiotiques diarrhées dues aux clostridies

Les probiotiques doivent-ils être utilisés vivants ? Certaines études montrent que ce n’est pas une condition générale certains composants bactériens ont un effet en soi (activation du système TLR) Prise de probiotiques doit-elle être orale ? Là encore, des études indiquent qu’on peut modifier la voie d’administration ex: administation sous-cutanée de L. salivarius diminiue les effets de type colite et l’induction de cytokines pro-inflammatoires en modèle murin

Le probiotiques doit-il être utilisé seul ou en mélange ? Les études cliniques montrent que l’association de plusieurs probiotiques pouvait aboutir à un résultat meilleur que l’emploi d’un seul probiotique L’idée est d’additionner les effets de chaque probiotique L’effet bénéfique est souvent différent selon le probiotique employé Attention toutfois, car les interactions entre probiotiques ne sont pas caractérisées Il pourrait y avoir des effets antagonistes ou secondaires Encore une fois, le manque de connaissances confère à l’emploi de probiotiques un caractère empirique

Les probiotiques sont-ils une potion magique ? Les préparations commerciales tiennent en premier lieu de l’empirisme ! C’est encore la loi de l’essai/erreur. Le manque de réglementation ouvre la voie au charlatanisme ! Pas de garantie sur le contenu, ni leur quantité Pas de garantie sur l’absence d’ingrédients à effets nocifs Manque de connaissance sur les interactions d’autres produits pharmaceutiques Des cas d’intoxications et d’infection par des champignons ont été décrits !

Les probiotiques? Prudence et réflexion ! Une mauvaise composition de la flore intestinale peut induire des problèmes prédisposer à certaines allergies. prédisposer à des IBD et à des diarrhées de type rota Donc, le choix de la composition des probiotiques doit être rigoureuse et être prudent premier critère historique de sélection d’une bactérie comme probiotique est l’exclusion compétitive des organismes pathogènes compétition directe ou inhibition de l’adhérence choix suivant l’affinité pour les récepteurs de l’hôte critère suivant : capacité à stimuler le système immunitaire liaison préférentielle aux cellules immunes attention aux modulations compétitives entre probiotiques

les composés du biotope de la lumière intestinale pilotent la réponse inflammatoire lors d’infection. Les probiotiques peuvent diminuer l’inflammation en stabilisant l’environnement bactérien et la perméabilité de la barrière intestinale en dégradant ou en altérant l’immunogénicité d’antigènes entériques. ou encore en améliorant la réponse immune (réponse IgA) L’étude des propriétés des souches candidates permet donc, lors d’un problème spécifique, de cibler la recherche de probiotiques appropriés

Caractéristiques optimales d’un probiotique tolérance à l’environnement gastro-intestinal (partie supérieure) Capacités de survie Propriétés d’adhésion Propriété d’adhésion (impact direct sur le temps de rétention) Spécificité pour les sites ciblés croissance et activité métabolique Target for probiotic action Selection criteria Alleviation of lactose maldigestion symptoms High lactase producing strongly site specific adhesion LAB Intestinal inflammation Site specific adhesion properties, anti-inflammatory cytokine expression, mucosal properties to alleviate permeability disorder and gut microbiota aberrancy Alleviation or food allergy symptoms, reducing the risk of atopic diseases Adherence to small intestine, induction of local TGFß production, proteolytic properties Reducing the risk of colon cancer Target specific adhesion to distal or proximal colon, mucosal butyric acid production, competitive exclusion of inflammatory bacteria, toxin binding, and promotion of nontoxigenic mucosal microbiota Salminen et al., 2005

Homéostasie flore microbienne Prébiotiques (Gibson and rastall, 2004) âge stress Background génétique Homéostasie flore microbienne Temps de transit … Statuts immunitaire Disponibilité de substrat Apport microbien

Prébiotiques PREBIOTIQUE : ingrédient alimentaire non digestible qui exerce une action bénéfique sur la santé en stimulant sélectivement la croissance et/ou l’activité métabolique d’une ou d’un nombre limité de bactéries de l’intestin. Défini en 1995 AVANTAGES : les notions d’intégrité du produit, de viabilité et de stabilité ne sont pas critiques. Plus grand tolérance vis-à-vis du véhicule alimentaire. Prébiotiques naturels : ail, oignons, chicorée, lait, banane…

Métabolisme de la flore Prébiotiques Métabolisme de la flore Régime nutritif Déchets métaboliques Protéines Lipides Toxines, carcinogènes carbohydrates Acide organiques Fibres, amidons non métabolisables Masse fécale (améliore transit, digestion) (diminue risque tumoral)

(b-fructanfuranosidase) En marge des fibres alimentaires (cellulose, pectine, xylan,…), différents oligosaccharides résistent à la digestion et à l’absorption dans l’intestin supérieur. Ils sont sélectivement métabolisé par la flore résidente. Fructooligosaccharides (FOS) Galactooligosaccharides (GOS) Inuline Lactulose Enzymes spécifiques (b-fructanfuranosidase) Bifidobacteria lactobacilli

Actuellement, plusieurs prébiotiques oligosaccharidiques sont commercialisés en Europe. La diversification est encore plus grand au Japon. ! Quelles sont les conséquences réelles de la consommations de prébiotiques ? Plusieurs études cliniques sont en cours : augmentation biodisponibilité de minéraux contrer l’obésité traitement de diverses pathologies, infectieuses ou non

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