Microbiome

Définition

Le microbiome représente l'ensemble des microbes, tels que les bactéries, champignons, protozoaires et virus, qui habitent une zone restreinte, à la surface ou à l'intérieur d'un organisme. Les microbiomes colonisent les humains, les animaux, les plantes ou l'environnement, qu'ils soient construits, naturels ou manipulés, comme en agriculture.

Un microbiome :

Chez l'humain, le microbiome peut atteindre un poids supérieur à un kilogramme. Son existence n'a été largement reconnue qu'à la fin des années 1990.

Explications

Un microbiome regroupe tous les microbes présents dans un organisme ou un sol, ainsi que leurs éléments génétiques (génome) et leurs interactions avec l'environnement. On parle parfois de biome microbiotique, par opposition à d'autres biomes comme le macrobiome, le zonobiome, l'orobiome ou encore le pédobiome.

Les recherches sur les microbiomes se concentrent notamment sur celui du sol, en lien avec les propriétés édaphiques, ou sur celui des humains, avec un intérêt particulier pour le système digestif.

Le microbiome humain joue un rôle essentiel dans le maintien de la santé. Les gènes cumulés des microbes constituant le microbiome d'un individu sont environ 200 fois plus nombreux que ceux de son propre génome.

Le concept même de "microbiome" a été introduit par Joshua Lederberg, qui a souligné l'importance d'intégrer ces micro-organismes vivant dans le corps humain au cadre général du génome humain, étant donné leur impact significatif sur la physiologie. En effet, le corps humain contient plus de dix fois plus de cellules microbiennes que de cellules humaines, bien que le poids total du microbiome varie entre 200 grammes (estimation basse) et 1 400 grammes (estimation haute).

Les bactéries du microbiome jouent des rôles cruciaux : elles participent à la digestion des aliments (notamment via la flore intestinale), renforcent le système immunitaire, protègent contre les bactéries pathogènes et synthétisent des vitamines telles que les vitamines B (B12, thiamine, riboflavine) et la vitamine K, essentielle pour la coagulation sanguine.

Dans d'autres écosystèmes, les microbiomes se retrouvent également dans des environnements variés comme les sols, l'eau de mer ou les eaux douces. Il est admis que les microbes ont établi des relations symbiotiques avec d'autres organismes depuis l'apparition des êtres vivants complexes sur Terre.

Les facteurs abiotiques, notamment ceux liés aux propriétés édaphiques, sont déterminants dans des domaines tels que l'agriculture. Explorer ces facteurs abiotiques clés permet de mieux comprendre leur influence sur les micro-organismes du sol et met en lumière l'importance des recherches modernes consacrées à la biodiversité microbiologique des sols.

Une bonne symbiose

Pour clarifier tout malentendu, il est important de noter que les microbes et microbiontes impliqués dans ces études – qu'il s'agisse de bactéries, d'archées ou de protistes – sont principalement non pathogènes et ne provoquent pas de maladies à moins d'une croissance déséquilibrée. Le microbiome coexiste en harmonie et en symbiose avec son hôte.

Par ailleurs, des recherches ont révélé qu'une part significative des micro-organismes trouvés dans le corps humain ne sont pas des bactéries classiques mais appartiennent à une catégorie ancienne d'organismes unicellulaires appelés archéobactéries.

Un environnement indispensable et déterminant

Le microbiome joue un rôle fondamental dans le développement humain, la régulation immunitaire et les fonctions nutritionnelles. Les bactéries qui résident en nous et sur nous ne doivent pas être perçues comme des organismes envahisseurs, mais plutôt comme des colonisateurs bénéfiques. Les troubles auto-immuns, tels que le diabète, la polyarthrite rhumatoïde, la dystrophie musculaire, la sclérose en plaques ou encore la fibromyalgie, sont souvent associés à une altération du microbiome.

Cette dysbiose favorise l'accumulation progressive de microbes pathogènes, ce qui perturbe l'activité génétique et les mécanismes métaboliques, entraînant ainsi une réponse immunitaire inappropriée contre des composants normalement présents dans l'organisme. Les données actuelles suggèrent que les maladies auto-immunes ne se transmettent pas seulement par voie héréditaire via l'ADN, mais aussi par le transfert intergénérationnel du microbiome familial.

✅ Le microbiome d'un individu joue également un rôle déterminant dans sa susceptibilité aux infections et peut contribuer à l'émergence de pathologies chroniques du système gastro-intestinal, telles que la maladie de Crohn ou le syndrome du côlon irritable. Certaines configurations spécifiques de microbiotes influencent la manière dont une personne réagit aux traitements médicamenteux. Par ailleurs, le microbiome maternel peut considérablement affecter la santé de ses enfants.

Les recherches visant à cartographier le microbiome humain continuent de révéler des espèces microbiennes et des gènes encore inconnus jusqu'à présent. Les analyses génétiques, qui évaluent l'abondance relative des différentes espèces composant le microbiome humain, ont établi des corrélations entre diverses combinaisons microbiennes et certaines conditions médicales. Une meilleure compréhension de cette biodiversité microbienne pourrait aboutir à de nouvelles approches thérapeutiques innovantes, comme le traitement d'infections bactériennes provoquées par des microorganismes pathogènes en favorisant la prolifération de bactéries dites bénéfiques.

Par ailleurs, l'obésité pourrait être exacerbée par un microbiome dysfonctionnel caractérisé par une composition inadéquate de la flore intestinale, entraînant un déséquilibre parmi les microbes présents dans l'intestin.

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