Microbiote

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Escherichia coli, l'une des espèces bactériennes sous-dominantes du microbiote intestinal

Le microbiote est l'ensemble des micro organismes (bactéries, levures, champignons, virus) vivant dans un environnement spécifique (appelé microbiome) chez un hôte (animal ou végétal). Par exemple, le microbiote intestinal, anciennement appelé « flore intestinale », est constitué de l'ensemble des micro organismes vivant dans l'intestin soit chez l'Humain environ 100 000 milliards, soit au moins dix fois plus que le nombre moyen de cellules de l'organisme bien qu'une étude plus récente (en cours de révision par les pairs) estime plutôt le microbiome intestinal à environ 39 000 milliards de bactéries et celui des cellules du corps humain moyen à environ 30 000 milliards. Ainsi, le ratio se rapprocherait plutôt du 1:1 plutôt que du 10:1 ou 100:1 accepté depuis les années 1970[1]. Au même titre que le microbiote intestinal (et plus généralement du microbiote de l'organisme humain), il existe également un microbiote chez les végétaux[2], et par extension un microbiote du sol (de la rhizosphère notamment[3]) et de la surface des fruits commercialisés[4] et de l’océan, mais le mot « microbiote » est le plus souvent utilisé pour les animaux.

Candida albicans est l'un des nombreux champignons qui peut naturellement se développer dans l'intestin, contribuant à la digestion, mais pathogène s'il se surdéveloppe ou colonise d'autres organes
Toute croissance anormale de cet organisme (Clostridium difficile) est nuisible, voire fatale pour l'hôte

Le génome du microbiote se dénomme métagénome. Un animal ou un végétal dont le microbiote est contrôlé puisqu'il est étudié dans un environnement sans bactéries dit gnotobiotique (gnotos, « connu », biota, « biote »)[5]. La science qui les étudie est la gnobiologie[6].

La théorie hologénomique de l'évolution (en) postule que les forces évolutives agissent sur l'holobionte (animal ou plante associé à leurs microorganismes) et que le devenir évolutif des symbiotes est lié à celui de l'hôte.

Les techniques de biologie moderne utilisent notamment l'approche métagénomique pour étudier les micro-organismes composant le microbiote dans un environnement donné.

Dans le monde animal[modifier | modifier le code]

On a notamment montré l'importance de plusieurs types de microbiotes :

Microbiote intestinal[modifier | modifier le code]

Microbiote cutané[modifier | modifier le code]

Article détaillé : microbiote cutané humain.

Microbiote vaginal[modifier | modifier le code]

Article détaillé : microbiote vaginal humain.

Le microbiote vaginal, ou flore vaginale, est l'ensemble des micro-organismes qui se trouvent dans le vagin. Ils permettent de limiter les infections en créant une compétition avec les germes pathogènes. Il est constitué en majorité de bactéries appartenant au genre Lactobacillus. Le microbiote vaginal est normalement très stable, essentiellement composée de 4 genres de bactéries de types lactobacilles[7]. Les relations sexuelles sont l'occasion d'échanges (de bonnes bactéries ou parfois de pathogènes bactériens ou viraux) entre les microbiotes des partenaires[8]

Le bacille de Döderlein en est l'un des principaux constituants[9].

La réduction du pH par la production d'acide lactique assure un rôle anti-pathogène (barrière physique, production de substances microbicides). On retrouve aussi une minorité de bactérie anaérobies telles que Gardnerella vaginalis ou Candida albicans qui, lorsqu’elles prolifèrent de façon anormale, sont responsables d'infections vaginales : un changement de la composition du microbiote vaginal peut être associé à une vaginose.

Microbiote des organes sexuels masculins[modifier | modifier le code]

Chez l'homme et les autres mammifères mâles, le pénis, le gland du pénis[10], le prépuce, l'urètre[11],[12], le sperme et la prostate[13], et l'ensemble du tractus génital[14] et des organes sexuels masculins abritent aussi un microbiote spécifique, qui peut notamment être modifié par la circoncision [15],[16],[17]. R Mändar décrivant en 2013 les liens entre les équilibres microbiens du tractus génital masculin et la santé, parle d'écologie du tractus génital[18]. Au début des années 2010, malgré un nombre exponentiel de publication sur le microbiote humain, le microbiome génital masculin reste peu exploré : en juillet 2013, la base de données PubMed contenait environ 4200 publications relatives au microbiome humain, mais seulement sept portaient sur la caractérisation des communautés microbienne du pénis, quatre sur celles de l’urètre, deux sur la couronne du gland, et une seule sur l'ensemble du tractus génital masculin.

Microbiote des plantes (et du sol notamment)[modifier | modifier le code]

On a longtemps cru que le microbiote des végétaux était « externes » et principalement rhizosphérique, c'est à dire souterrain, puis des endosymbioses fongiques et bactériennes ont été mises en évidence chez de nombreux végétaux et plus récemment des endosymbioses microbiennes ont été identifiées à l'intérieur des parties aériennes d'arbres d'essences pionnières (qui leurs permettent de mieux capter l'azote atmosphérique et de pousser sur des substrats ultra-pauvres (« oligotrophes »). Le « microbiote du sol » contribue aussi à la détoxication naturelle de certains sols[19]

Parmi les enjeux de la recherche figurent le besoin de mesurer l'activité de ce microbiote[20], de comprendre les conséquences écologiques, agronomique et sanitaires des changements de microbiotes par exemples induits par la manipulation ou le stockage de terre arable[21], le dérèglement climatique, l'augmentation générale du taux de CO2 dans l'environnement[22],[23],[24],[25], la salinisation, l'acidification de l'air, des pluies et acidification des eaux douces et des sols, les rotations sylvicoles[26], la pollution (par les hydrocarbures par exemple[27]), les biocides et les pesticides[28] (dont le glyphosate devenu le désherbant le plus utilisé au monde et dont une étude de 1982 concluait qu'il a « des effets considérables sur les microorganismes du sol »[29]. On a aussi montré que l'introduction de plantes exotiques[30] et le développement de plantes invasives[31] altéraient la structure et le fonctionnement du microbiote naturel présent dans le sol.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Ron Sender, Shai Fuchs et Ron Milo, « Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body », bioRxiv,‎ , p. 036103 (DOI 10.1101/036103, lire en ligne)
  2. Lima, M. S., Pires, E. M. F., Maciel, M. I. S., & Oliveira, V. A. (2010). Quality of minimally processed guava with different types of cut, sanification and packing. Food Science and Technology (Campinas), 30(1), 79-87.
  3. Niklaus PA, Körner Ch (1996) Responses of soil microbiota of a late successional alpine grassland to long term CO 2 enrichment. Plant Soil 184:219–229 Rice CW, Garci FO, Ham
  4. Hungate, B. A., Jaeger III, C. H., Gamara, G., Chapin III, F. S., & Field, C. B. (2000). [Hungate, B. A., Jaeger III, C. H., Gamara, G., Chapin III, F. S., & Field, C. B. (2000). Soil microbiota in two annual grasslands: responses to elevated atmospheric CO2. Oecologia, 124(4), 589-598. Soil microbiota in two annual grasslands: responses to elevated atmospheric CO2]. Oecologia, 124(4), 589-598.
  5. Éditions Larousse, « Définitions : gnotobiotique - Dictionnaire de français Larousse », sur www.larousse.fr (consulté le 1er mars 2016)
  6. (en)Page sur la gnobiologie (en anglais)
  7. (en) Ravel J. et al. « Vaginal microbiome of reproductive-age women » Proc Natl Acad Sci U S A. 2011; 108(Suppl 1):4680–7. PMID 20534435
  8. Danielsson, D., Teigen, P. K., & Moi, H. (2011). The genital econiche: focus on microbiota and bacterial vaginosis. Annals of the New York Academy of Sciences, 1230(1), 48-58.
  9. JP Lepargneur JP et V Rousseau. « Rôle protecteur de la flore de Doderlein [Protective role of the Doderleïn flora »] J Gynecol Obstet Biol Reprod (Paris) 2002 ;31(5):485-94. PMID 12379833
  10. Kunyera R.M (2015) Comparative Study For The Analysis Of The Microbiota Of The Glans Penis And The Vagina Of The Olive Baboons (Papio Anubis) (Doctoral dissertation, University of Nairobi).
  11. Nelson, D. E., Dong, Q., Van Der Pol, B., Toh, E., Fan, B., Katz, B. P., ... & Fortenberry, J. D. (2012). Bacterial communities of the coronal sulcus and distal urethra of adolescent males. PloS one, 7(5), e36298.
  12. Fortenberry, J. D. (2015). Urethral Microbiome, Adolescent Males, Project. Encyclopedia of Metagenomics: Environmental Metagenomics, 741-741 (résumé).
  13. Hou, D., Zhou, X., Zhong, X., Settles, M. L., Herring, J., Wang, L., ... & Xu, C. (2013). Microbiota of the seminal fluid from healthy and infertile men. Fertility and sterility, 100(5), 1261-1269.
  14. Mändar R (2013) Microbiota of male genital tract: impact on the health of man and his partner. Pharmacological research, 69(1), 32-41 (résumé).
  15. Price, L. B., Liu, C. M., Johnson, K. E., Aziz, M., Lau, M. K., Bowers, J., ... & Gray, R. H. (2010) The effects of circumcision on the penis microbiome. PloS one, 5(1), e8422.
  16. Price, L., Johnson, K., Rattray, R., Liu, C., Ravel, J., Keim, P., ... & Gray, R. H. (2009, February). Circumcision is associated with significant changes in the penis bacterial microbiota. In 16th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections Montreal, QC.
  17. Mehta, S. D., Green, S. J., Maclean, I., Hu, H., Bailey, R. C., Gillevet, P. M., & Spear, G. T. (2012). Microbial diversity of genital ulcer disease in men enrolled in a randomized trial of male circumcision in Kisumu, Kenya. PloS one, 7(7), e38991.
  18. Mändar, R. (2013). Microbial Ecology of The Male Genital Tract. Microbial Ecology in Health & Disease, 24 (résumé)
  19. Silva, Í. S., dos Santos, E. D. C., de Menezes, C. R., de Faria, A. F., Franciscon, E., Grossman, M., & Durrant, L. R. (2009). Bioremediation of a polyaromatic hydrocarbon contaminated soil by native soil microbiota and bioaugmentation with isolated microbial consortia. Bioresource Technology, 100(20), 4669-4675.
  20. Dilly, O. (2003). Regulation of the respiratory quotient of soil microbiota by availability of nutrients. FEMS Microbiology Ecology, 43(3), 375-381.
  21. Miller R.M & Cameron R.E (1976) Some effects on soil microbiota of topsoil storage during surface mining. Oct 1976, In Trans. 4th Symp. Surface Mining and Reclamation, National Coal Association, Washington, DC (pp. 131-135).
  22. Stotzky G & Goos R.D (1965) Effect of high CO2 and low O2 tensions on the soil microbiota. Canadian journal of microbiology, 11(5), 853-868.
  23. Niklaus P.A (1998) Effects of elevated atmospheric CO2 on soil microbiota in calcareous grassland. Global Change Biology, 4(4), 451-458 (résumé).
  24. Niklaus P A & Körner C (1996) Responses of soil microbiota of a late successional alpine grassland to long term CO2 enrichment. Plant and Soil, 184(2), 219-229 (résumé).
  25. Insam, H., Bååth, E., Berreck, M., Frostegård, Å., Gerzabek, M. H., Kraft, A., ... & Tschuggnall, G. (1999). Responses of the soil microbiota to elevated CO 2 in an artificial tropical ecosystem. Journal of microbiological methods, 36(1), 45-54 (résumé).
  26. Chauvat, M., Zaitsev, A. S., & Wolters, V. (2003). Successional changes of Collembola and soil microbiota during forest rotation. Oecologia, 137(2), 269-276.
  27. Palmroth, M. R., Münster, U., Pichtel, J., & Puhakka, J. A. (2005). Metabolic responses of microbiota to diesel fuel addition in vegetated soil. Biodegradation, 16(1), 91-101.
  28. Jjemba, P. K. (2002). The effect of chloroquine, quinacrine, and metronidazole on both soybean plants and soil microbiota. Chemosphere, 46(7), 1019-1025 (résumé).
  29. « In contrast to some reports of limited, short-term inquiries these results showed considerable effects of glyphosate on soil microorganisms » in Roslycky E.B (1982) Glyphosate and the response of the soil microbiota. Soil Biology and Biochemistry, 14(2), 87-92. (résumé)
  30. Kourtev, P. S., Ehrenfeld, J. G., & Häggblom, M. (2002). Exotic plant species alter the microbial community structure and function in the soil. Ecology, 83(11), 3152-3166 (résumé).
  31. Ehrenfeld, J. G., Kourtev, P., & Huang, W. (2001) Changes in soil functions following invasions of exotic understory plants in deciduous forests. Ecological applications, 11(5), 1287-1300 ([1287:CISFFI2.0.CO;2 résumé]).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]