La bactérie est un loup pour la La bactérie est un loup pour la bactériebactérie

Bdellovibrio bacteriovorax

• Gram négatif• proteobacteriacea

Pseudomonas

Vampirococcus

Daptobacter

Myxobacteriacea

Bactérie du sol

Attaque de microcolonies de Sardina (coque gram+)

Probiotiques : entre empirisme Probiotiques : entre empirisme et charlatanismeet 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

Sevrage

Lait maternel Lait maternisé

Population stable:Bifidobacteria

Augmentation des lactobacilli

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

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)

• 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.

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.

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 »

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.

Définition actuellement reconnue

Enhanced epithelial barrier function

Enhanced tight junction protein phosphorylation

Upregulation of mucous production

Enhanced epithelial cell glycosylation

Increased sIgA production

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

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

Penner et al., 2005

Effets biologiques des probiotiques

Probiotics used in experimental studies.

Lactobacilli Bifidobacteria Others Fungi

L. acidophilus B. bifidumStreptococcus salivarius subsp. thermophilus

Saccharomyces cerevisiae

L. casei B. infantis Enterococcus faeciumSaccharomyces boulardii*

L. delbrueckii subp Bulgaricus

B. longum Lactococcus lactis

L. reuteri B. thermophilumPropionibacterium freudenreichii

L. brevis B. adolescents Escherichia coli Nissle 1917L. cellobiosus B. lactis Bacillus clausiiL. curvatus B. animalis Bacillus oligonitrophilisL. fermentum B. breveL. plantarumL. rhamnosus (GG)L. salivariusL. gasseriL. johnsonii

L. helviticus

L. farciminis

*Not part of the normal gastrointestinal tractPenner 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. boulardiiInduction 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 ?

Prise de probiotiques doit-elle être orale ?

• Certaines études montrent que ce n’est pas une condition générale• certains composants bactériens ont un effet en soi (activation du système TLR)

• 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 !

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 probiotiques? Prudence et réflexion !

• 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

Prébiotiques

Homéostasie flore microbienne

•âge

•stress•Background génétique

•Statuts immunitaire

•Temps de transit

•Apport microbien

•…

•Disponibilité de substrat

(Gibson and rastall, 2004)

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

Prébiotiques

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…

Prébiotiques

• Protéines• Lipides

• carbohydrates

• Fibres, amidons non métabolisables

Masse fécale (améliore transit, digestion) (diminue risque tumoral)Métabolisme

de la flore

Toxines, carcinogènes

Acide organiques

Régime nutritif Déchets métaboliques

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)InulineLactulose

Enzymes spécifiques(b-fructanfuranosidase)

Bifidobacterialactobacilli

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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