Notions de Base sur le Microbiome

villosités intestinales avec des bactéries

La terminologie décrivant le microbiome a évolué au fur et à mesure des avancées de la recherche. Les définitions ci-dessous représentent la terminologie la plus récente que l'on retrouve dans la littérature scientifique actuelle et les déclarations consensuelles des experts.

Le microbiome désigne l'ensemble complet des micro-organismes (le microbiote), de leurs gènes et de leur micro-environnement (habitat) dans une zone spécifique. L'analyse du matériel génétique correspond à la façon dont les études les plus récentes identifient le microbiote, mais les termes microbiome et microbiote sont souvent utilisés indifféremment, sauf dans la recherche scientifique.1 Les sous-ensembles du microbiome sont le virome (les virus), le mycobiome (les champignons) et l'archéome (archées : organismes qui ressemblent à des bactéries, mais qui représentent un domaine distinct).2 C'est un environnement dynamique avec des interactions complexes et des métabolismes interconnectés.3

icône microbiome

Le maintien d'une population diversifiée et équilibrée de bactéries intestinales est essentiel à une bonne santé.

La dysbiose est un déséquilibre du microbiome qui peut avoir des effets néfastes sur la santé de l'hôte.4  La dysbiose du microbiome intestinal a été associée à diverses pathologies : infections gastro-intestinales, obésité, allergies, maladies auto-immunes, troubles cognitifs, entéropathies chroniques et d'autres encore.4,5 Cependant, il reste à déterminer si cette association représente une causalité ou seulement une corrélation, en d'autres termes si la dysbiose est un symptôme ou une cause des pathologies.5

icône équilibre intestinal

Les prébiotiques sont des substrats, des fibres ou de l'amidon résistant, par exemple, qui sont utilisés de façon sélective par les micro-organismes de l'hôte et confèrent des bénéfices pour la santé.6-8

Le but ultime de la supplémentation prébiotique est l'amélioration du microbiote intestinal : cependant, les prébiotiques ont des effets bénéfiques propres, notamment l'amélioration de la santé de l'intestin en tant que tel. Les principaux produits du métabolisme prébiotique bactérien comprennent des acides gras volatils, comme le butyrate et le propionate, qui ont des effets bénéfiques.9 Les prébiotiques interagissent également directement avec les cellules de l'hôte, modulant la signalisation des cellules épithéliales immunitaires et intestinales et régulant l'inflammation et la fonction barrière.9

icône prébiotiques et probiotiques

Les prébiotiques favorisent des changements spécifiques, tant dans la composition que dans l'activité de la microflore intestinale, qui confèrent des bénéfices pour le bien-être et la santé de l'hôte.8

tableau des prébiotiques

Les prébiotiques de Purina

Les prébiotiques les plus couramment utilisés sont des glucides fermentescibles et non digestibles.

Purina utilise comme prébiotiques l'inuline purifiée, l'aleurone de blé, la racine de chicorée et le psyllium. L'inuline est extraite de la racine de chicorée à l'aide d'un procédé d'extraction à l'eau chaude et l'oligofructose est extrait par une transformation ultérieure. On retrouve également des concentrations naturellement élevées d'inuline dans l'ail, les oignons, les artichauts et les poireaux. L'aleurone de blé est la monocouche de cellules située entre le son et l'endosperme du grain de blé.

Les probiotiques sont un exemple d'intervention nutritionnelle qui peut réduire, par divers mécanismes, la prolifération des agents pathogènes et déplacer le microbiote vers des espèces bactériennes plus bénéfiques.8,9,13

Ces dernières années, les probiotiques sont apparus comme un moyen sûr et novateur de maintenir un microbiote intestinal en bonne santé et donc de favoriser un bon état de santé chez les animaux de compagnie. La définition technique des probiotiques est la suivante : « micro-organismes vivants qui, lorsqu'ils sont administrés en quantités adéquates, confèrent des bienfaits pour la santé de l'hôte ».12 Les probiotiques peuvent exercer des effets bénéfiques sur le microbiome grâce à la colonisation.9

tableau des mécanismes

À ce jour, la majorité des probiotiques disponibles appartiennent aux genres Lactobacillus, Bifidobacterium et Streptococcus.8 Des probiotiques différents confèrent des avantages différents, et un probiotique doit être choisi en fonction du bénéfice recherché. Même au sein d'une même espèce, certaines bactéries peuvent avoir des avantages probiotiques alors que d'autres n'en ont pas ; par conséquent, il est important de tester l'efficacité de la souche pour déterminer les bénéfices potentiels.

Les symbiotiques combinent prébiotiques et probiotiques.

Les combinaisons peuvent être complémentaires (le prébiotique et le probiotique ont des mécanismes et des bénéfices indépendants) ou synergiques (présence d'un prébiotique qui est le substrat privilégié du probiotique qui l'accompagne).9

Les postbiotiques sont des préparations de micro-organismes inanimés et/ou de leurs composants qui confèrent des bienfaits pour la santé de l'hôte.

Selon l'International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP), les postbiotiques sont des cellules microbiennes délibérément inactivées, avec ou sans métabolites ou composants cellulaires, qui contribuent de façon avérée à produire des bienfaits pour la santé.14 Ils n'ont pas besoin d'être dérivés de probiotiques, et les métabolites microbiens purifiés ne sont pas qualifiés de postbiotiques.14 Malgré leur incapacité à se répliquer, les postbiotiques peuvent induire une modulation bénéfique du microbiome.14 Les postbiotiques peuvent améliorer la fonction de la barrière épithéliale, moduler les réponses métaboliques systémiques et moduler les réponses immunitaires locales et systémiques.14 De plus, des données probantes laissent entendre que les postbiotiques influent sur l'axe intestin-cerveau.14 Les postbiotiques offrent une alternative lorsque l'utilisation de probiotiques vivants n'est pas indiquée.8,14 Les postbiotiques sont stables et ont une longue durée de conservation, et certains peuvent ne pas perdre leur bioactivité lorsqu'ils sont co-administrés avec des antibiotiques ou des antifongiques.8,14 Tout comme les probiotiques, les effets des postbiotiques sont spécifiques de la souche. Un probiotique vivant et son homologue postbiotique n'ont pas nécessairement des propriétés similaires, et les postbiotiques efficaces ne sont pas nécessairement dérivés de souches présentant des effets probiotiques connus.

Les micro-organismes non réplicatifs (MNR) sont des micro-organismes ayant fait l'objet d'un traitement thermique, en même temps que leur milieu de culture, et qui sont connus pour influencer positivement la santé même après avoir été inactivés (incapables de se répliquer). À ce titre, ils sont donc considérés comme des postbiotiques.14

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  1. Marchesi, J. R. & Ravel, J. (2015). The vocabulary of microbiome research: a proposal. Microbiome, 3, 31. doi:10.1186/s40168-015-0095-5
  2. Kim, J. Y., Whon, T. W., Lim, M. Y., Kim, Y. B., Kim, N., Kwo, M.-S.,…Na, Y.-D. (2020). The human gut archaeome: identification of diverse haloarchaea in Korean subjects. Microbiome, 8, 114. doi:10.1186/s40168-020-00894-x
  3. Seth, E. C., & Taga, M. E. (2014). Nutrient cross-feeding in the microbial world. Frontiers in Microbiology, 5, 350. doi:10.3389/fmicb.2014.00350
  4. Belas, A., Marques, C., & Pomba, C. (2020). The gut microbiome and antimicrobial resistance in companion animals. In Duarte, A. & Lopes da Costa, L. (Eds.), Advances in Animal Health, Medicine and Production (1st ed.), pp. 233—245. Springer International Publishing
  5. Pilla, R., & Suchodolski, J. S. (2021). The gut microbiome of dogs and cats, and the influence of diet. Veterinary Clinics of North America Small Animal Practice, 51(3), 605621. doi:10.1016/j.cvsm.2021.01.002
  6. Valcheva, R., & Dieleman, L. A. (2016). Prebiotics: Definition and protective mechanisms. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology, 30, 2737. doi:10.1016/j.bpg.2016.02.2008
  7. Barros, C. P., Guimarães, J. T., Esmerino, E. A., Duarte, M. C. K. H., Silva, M. C., Silva, R.,…Cruz, A. G. (2020). Paraprobiotics and postbiotics: concepts and potential applications in dairy products. Current Opinion in Food Science, 32, 18. doi:10.1016/j.cofs.2019.12.003
  8. Wegh, C. A. M., Geerlings, S. Y., Knol, J., Roeselers, G., & Belzer, C. (2019). Postbiotics and their potential applications in early life nutrition and beyond. International Journal of Molecular Sciences, 20, 4673. doi:10.3390/ijms20194673
  9. Cunningham, M., Azcarate-Peril, M. A., Barnard, A., Benoit, V., Grimaldi, R., Guyonnet, D.,…Gibson, G. R. (2021). Shaping the future of probiotics and prebiotics. Trends in Microbiology, Epub ahead of print. doi:10.1016/j.tim.2021.01.003
  10. Santana Vaz Rezende, E., Carielo Lima, G., & Veloso Naves, M. M. (2021). Dietary fibers as beneficial microbiota modulators: a proposal classification by prebiotic categories. Nutrition, 89, 111217. doi:10.1016/j.nut.2021.111217
  11. Jalanka, J., Major, G., Murray, K., Singh, G., Nowak, A., Kurtz, C.,…Spiller, R. (2019). The effect of psyllium husk on intestinal microbiota in constipated patients and healthy controls. International Journal of Molecular Science, 20(2), 433. doi:10.3390.ijms20020433
  12. World Health Organization (WHO) & Food and Agriculture Organization of the United States (FAO). (2006). Probiotics in food: Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. (ISSN 0254-4725)
  13. Sanders, M. E. (2008). Probiotics: Definition, sources, selection, and uses. Clinical Infectious Diseases, 46 (Suppl 2), S58–61. doi:10.1086/52334.
  14. Salminen, S., Collado, M. C., Endo, A., Hill, C., Lebeer, S., Quigley, E. M. M.,…Vinderola, G. (2021). The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18, 649-667. doi: 10.1038/s41575-021-00440-6