Microbiotes et maladies métaboliques

De nouveaux concepts pour de nouvelles stratégies thérapeutiques

Microbiotes and metabolic diseases: the bases for therapeutic strategies

Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm), Toulouse, France. Université Paul Sabatier (UPS), unité mixte de recherche (UMR) 1048, Institut des maladies métaboliques et cardiovasculaires (I2MC), équipe 2 (facteurs intestinaux de risque : diabète, insuffisance cardiaque et dyslipidémie), hôpital Rangueil, F-31432 Toulouse Cedex 4, France

^* remy.burcelin@inserm.fr

Résumé

Plus d’un siècle et demi depuis les premiers travaux de Louis Pasteur sur le rôle des microbes dans la fermentation et dans les maladies, la science semble franchir une nouvelle étape majeure dans la connaissance de l’écosystème bactérien qui nous entoure et nous colonise. En effet, depuis une décennie, le séquençage de l’ADN à ultra-haut débit a permis de déchiffrer et de regrouper dans un catalogue le code génétique des bactéries (métagénome) présentes à la surface de nos épithéliums buccaux, intestinaux ou pulmonaires. Des bactéries vivantes ainsi que des fragments bactériens ont également été récemment mis en évidence dans les tissus profonds comme le tissu adipeux, le foie, le cerveau et le sang, définissant ainsi un microbiote tissulaire ou endo-microbiote. L’analyse des métagénomes obtenus à partir de grandes cohortes de patients a surtout conduit à revisiter la stratification de certaines maladies, en particulier métaboliques, hépatiques, rénales, cardiovasculaires ou neurodégénératives. Ainsi, des données du métagénome ont-elles permis d’établir des corrélations entre fréquence de certaines bactéries (ou de leurs gènes) de l’intestin et ces affections. Certaines approches expérimentales ont également suggéré l’existence d’un lien causal entre une dysbiose buccale et/ou intestinale et ces pathologies, permettant d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant les deux intervenants dans ce dialogue permanent établi entre notre tube digestif et les bactéries qui l’habitent.

Abstract

After more than one and a half century, i.e. since Louis Pasteur work on microbes, fermentation, and diseases, biological science has made a giant step in bacteria knowledge. Thanks to an ultra-powerful “microscope”, i.e. ultra-fast DNA sequencing, scientists have been able to read and group within a catalog over the last decade, the gene code of bacteria, i.e. the metagenome at the surface of our epithelia. More recently, live bacteria within adipose tissue, defining a tissue microbiota, as well as bacterial fragments such as DNA within the liver, the brain and the blood have been identified. Metagenomic analyses from large cohorts of patients have uncovered tight correlations between bacterial genes within our intestine and mouth and diseases such as metabolic diseases, diabetes, obesity, some liver diseases, kidney and heart failure as well as vascular diseases. Some causal mechanisms have been proposed in rodents and can set the soil for novel therapeutic strategies that could interfere with both the microbes and the corresponding host targets.