Résumé des présentations de Nutrition – Parallel Symposium Microbiome – 5 juin 2021 – Vienne
Présidence : Nicholas Embleton (Newcastle, Royaume-Uni), Rodrigo Vàzquez-Frias (Mexico-City, Mexique)
Le rôle de l’alimentation en début de vie et son influence sur le développement du microbiote et le risque de maladies plus tard
The role of feeding in early life on gut microbiome development and later risk of disease Dr Maria Carmen Collado (Valence, Espagne)
L’allaitement maternel est une occasion pour influencer le microbiote en début de vie. Il s’agit d’un processus par étapes, initié à la naissance puis soutenu par l’allaitement. Le microbiote est influencé par le mode d’accouchement avec une prédominance des bactéries de la peau et de la flore orale (Staphylocoque, coryne et proprionbactérium) en cas de césarienne et des germes de la flore vaginale (bifidobactéries, lactobacillus et Prevotella) en cas d’accouchement par voie vaginale. En cas d’accouchement par césarienne la diversité du microbiote est souvent diminuée. Les 1000 premiers jours d’un nourrisson sont cruciaux et pendant cette fenêtre la nutrition joue un rôle clé pour le modelage du microbiote avec une influence sur la croissance et le neurodéveloppement par la suite. Dans ce contexte il a été démontré que le lait maternel influençait plutôt le microbiote que l’introduction des aliments solides. Le régime alimentaire de la mère y participe, et commence au moment de la grossesse. Le lait maternel contient entre autres des enzymes, antiviraux et antimicrobiens, des protéines, HMO, des acides gras et des vitamines et minéraux. La composition du lait change au fur et à mesure en passant par du colostrum pendant les premiers jours, le lait de transition pendant les premiers 15 jours puis le lait mature à partir du premier mois. Et le lait maternel est une source constante des microbes dont le profil peut varier de mère à mère et il est également influencé par des multiples facteurs, comme le régime alimentaire de la mère, la surface corporelle de la mère, l’environnement et la santé de la mère. Comme le microbiote intestinal, le microbiote dans le lait est influençable par la consommation des antibiotiques et peut favoriser la présence des souches de champignons comme le candida.
Le travail de recherche futur devrait viser à identifier l’origine du microbiote du lait maternel, de comprendre les facteurs qui l’influencent, et comprendre son importance sur le microbiote de l’enfant et sa santé.
Questions :
1.Quels sont les aliments que les mères peuvent manger pour influencer le microbiote du lait maternel ? Réponse : Les protéines ainsi que les fibres sont associées au microbiote plus diversifié que chez les mères avec plus d’apports en graisses par exemple. Un régime alimentaire diversifié est probablement le meilleur.
2.Que pensez-vous de l’utérus stérile et la colonisation in utero ? Quelle vérité à ce sujet ? Réponse : Il n’y a toujours pas suffisamment d’évidence mais c’est difficile à prouver parce que les échantillons prélevés étaient tous post partum et alors potentiellement contaminés par l’environnement. On a toujours besoin de plus de données.
Comment est-ce que l’étude du microbiote va aider à améliorer la santé des enfants dans le futur ?
How will microbiome study help to improve the health of children in the future – Jakob Stockholm (Copenhague, Danemark)
Dans l’objectif d’étudier l’association entre la composition du microbiote et la survenue des maladies chroniques, la relation entre la composition du microbiote et le développement de l’asthme a été étudiée dans une cohorte de 700 enfants danois (étude de COPSAC). Dans cette étude longitudinale, les enfants ont été suivis dès la grossesse jusqu’à leurs 6 ans. Des échantillons variés (vaginal, lait maternel, voie aérienne, fécal, gorge et peau) ont été prélevés à des moments fixes et au moment de maladies. La diversification du microbiote augmente au cours de la première année de vie mais une diversité mature est seulement atteinte entre 4-6 ans, ce qui semble plus tardif comparé à d’autres études. Une diversité faible à un an était associée au risque de développer de l’asthme vers l’âge de 6 ans. Ce risque augmentait encore plus, si la mère elle aussi était asthmatique. Ces enfants à risque présentaient une composition de microbiote différent avec des plus faibles taux de bacteroides et des bifidobactéries. Chez les enfants nés par césarienne le risque de développer de l’asthme était doublé comparé aux enfants né par voie vaginale. Ces données ont été comparées avec une cohorte de naissance danoise (864.049 enfants) où le risque augmentait même plus si la césarienne était élective, comparé aux enfants nés par césarienne en urgence. Ce qui supporte l’hypothèse que l’enfant né par césarienne élective sort quasiment dans des conditions stériles et est alors encore moins exposé aux germes de son environnement. Dans la cohorte des 700 enfants le microbiote variait de manière significative entre les enfants nés par césarienne et par voie vaginale à 1 semaine et à un mois de vie, en se rapprochant vers l’âge d’un an. A noter que les enfants nés par voie vaginale ayant reçu des antibiotiques au cours de l’accouchement se situaient entre les deux groupes et à la première semaine et à un mois de vie.
Une empreinte digitale a été établie suite à la composition du microbiote chez les enfants nés par césarienne. Si l’empreinte digitale du microbiote post césarienne persistait de manière importante (= empreinte forte) jusqu’à la première année de vie, l’enfant était plus à risque de développer de l’asthme. Par contre les enfants pour lesquels l’empreinte digitale s’affaiblissait, présentaient à peu près le même risque que les enfants nés par voie vaginale. Suite à ces résultats se pose la question de savoir comment restaurer le microbiote chez ces enfants. Une étude finlandaise par exemple a administré le microbiote maternel par transplantation aux enfants ce qui semble avoir un effet bénéfique sur la diversité du microbiote.
Questions :
1.Concernant le risque de développer de l’asthme et la diversité du microbiote, est-ce qu’il y avait une différence entre les enfants nés par césarienne élective et ceux nés par césarienne en urgence ? Réponse : Il n’y avait pas de forte différence entre ces deux groupes pour développer de l’asthme. Par contre cela a été observé dans le registre national. Concernant le microbiote, la différence n’a pas été marquée non plus entre ces deux groupes.
2.Est-ce que vous avez pris en considération l’exposition aux antibiotiques dans la première année de vie dans votre cohorte ?
Réponse : Oui. Si la mère a été traité avec des antibiotiques, ou l’enfant immédiatement après la naissance, cela a mis les enfants à risque d’avoir un profil de microbiote de césarienne non-normalisé à un an. La seule chose qui semblait aider à normaliser le microbiote était l’exposition à l’environnement à domicile.
Questionnement de l’utilisation de la voie des oligosaccharides du lait humain dans une communauté de bifidobactéries par une analyse intégrée génomique et protéomique chez l’enfant
Interrogation of human milk oligosaccharide utilization pathways in an infant bifidobacterial community by integrated genomics and proteomics – Clodagh Walsh (Irlande, Royaume-Unis)
Les bifidobactéries font partie des souches utilisées comme probiotiques chez l’enfant et il a été suggéré que l’utilisation des oligosaccharides du lait humain (HMO) influençait leur activité et disponibilité. L’objectif de l’étude était la caractérisation de l’ensemble des gènes et protéines impliqués dans l’utilisation des hydrates de carbone par quatre souches de bifidobactéries infantiles commercialisées afin de prédire le phénotype d’assimilation des HMO. Les souches de probiotiques ont passé par un séquençage du génome entier. Afin de reconstruire le mécanisme de l’utilisation des hydrates de carbone par des enzymes, transporteurs et régulateurs impliqués, une comparaison avec un sous-système de génome a été utilisé. Les HMO ont été cultivés avec la souche du bifidobactérium séparé du lait humain pour pouvoir valider le mécanisme de dégradation des HMO.
Le séquençage du génome entier a mis en évidence que le métabolisme des hydrates de carbone varie entre les espèces (une souche de B. infantis avait le plus de caractéristiques pour le métabolisme des hydrates de carbone, comparé à une souche de B. bifidum qui en avait le moins). Toutes les souches contenaient des gènes codant pour la trajectoire de galacto-N-biose/lacto-N-biose. La souche de B. breve, contrairement aux autres souches, manquait de gènes codant pour les glycosyl hydrolases, qui sont nécessaires pour hydrolyser des structures complexes des HMO. Lors de l’exposition de ces souches aux HMO, des changements de protéome ont été quantifiés et 235 protéines ont été détectées à une quantité élevée comparé aux contrôles (lactose). Chez le B. bifidum les protéines impliquées dans l’assimilation des HMO étaient plus abondantes. Notamment, une augmentation de plus de 10 fois de la lacto-N phosphorylase a été observée chez le B. breve pendant la croissance des HMO, indiquant une consommation de préférence des dérivés des HMO dégagés par d’autres souches de la communauté.
Questions :
1.Normalement les HMO sont des sources pour le microbiote et non pour les probiotiques. Quel est l’avantage de votre étude ?
Réponse : Nos résultats ont démontré que les probiotiques peuvent être stimulés et rendre les probiotiques plus actifs et disponibles. Cela pourrait avoir un effet stimulant et alors positif car les probiotiques seraient potentiellement plus puissants.
2.Avec les résultats de votre étude quel sera la prochaine étape ? Est-ce que vous utiliseriez votre modèle pour la prévention des ECUN par exemple ?
Réponse : Le B. breve M16V a été démontré être protecteur des ECUN. Je pense que notre modèle a la capacité d’améliorer son efficacité mais des études futures in vivo seront nécessaires pour confirmer mon hypothèse.
L’influence de la nutrition parentérale sur le développement du microbiote intestinal
Impact of parenteral nutrition on the developing gut microbiome- Prof Douglas Burrin (Nebraska, Etats Unis)
Jusqu’à 69% des nouveau-nés prématurés aux États Unis reçoivent une nutrition parentérale (NP) pendant leurs premiers 14 jours de vie. L’absence de la nutrition entérale amène à l’interruption du cycle entéro-hépatique avec une accumulation des acides biliaires dans le foie amenant à une cholestase et potentiellement à une maladie hépatique consécutive. Lors de la nutrition entérale, le microbiote est alimenté par les différents éléments de la nourriture (hydrates de carbone, protéines etc.) et ses bactéries participent à la transformation des acides biliaires primaires (non conjugués) en acides biliaires secondaires (conjugués). La NP peut influencer le microbiote par plusieurs mécanismes : Il a été démontré qu’en cas d’absence d’une nutrition entérale, le microbiote peut se nourrir du mucus intestinal qui lui est entretenu par des lipides de la NP. Parmi les différentes formes de lipides, le mélange de différentes sources de lipides (comme les SMOF) influence la configuration du microbiote qui semble plus équilibré que lors de l’administration des lipides à source simple (soja). De plus la sécrétion du FXR-FGF19, une hormone sécrétée par l’intestin en réponse aux acides biliaires, est influencée par les lipides à source multiples. Son taux est augmenté après 2 semaines d’administration de lipides, ce qui signifie une maintenance du flux biliaire même s’il est moindre qu’en cas de nutrition entérale. Même s’il y aura toujours une accumulation des acides biliaires dans le foie lors d’une NP, le mélange lipidique maintient le flux biliaire à un certain degré, ce qui diminue probablement la cholestase et semble avoir un effet protecteur sur les hépatocytes. De plus le mélange lipidique influence le microbiote via le FGF19. De futures recherches vont se concentrer sur l’effet du microbiote sur la fonction hépatique et sur les voies biliaires, en particulier la maintenance des cellules épithéliales.
Questions:
1.Quel sera le rôle de la matière grasse du lait dans ce modèle ?
Réponse : Bien entendu que dans toutes les études les lipides ont été administrés en IV. Les lipides qui ressemblent probablement le plus à la matière grasse du lait sont le mélange des lipides (SMOF). Mais aucun de ces lipides n’a été administré par voie entérale.
2.Quel est votre avis sur la supplémentation avec des probiotiques chez des nouveau-nés sous nutrition parentérale exclusive ? Est-ce que cela aidera pour le rétablissement de la flore intestinale et du métabolisme des acides biliaires ?
Réponse : On est en train d’y travailler ; dans plusieurs études des probiotiques comme du lactobacillus ont été administrés en entérale et ont démontré un effet favorable sur l’atteinte hépatique. C’est un point important. Autrement le déséquilibre avec une prédominance des bactéries gram- chez le prématuré pourra éventuellement aussi être influencé par ces probiotiques.
Probiotiques pour prématurés : mécanisme d’action et efficacité clinique
Probiotics for preterm infants – mechanisms of action and clinical efficacy – Chris van den Akker (Amsterdam, Pays-Bas)
Notre microbiote contient autour de 40.000 trillions de bactéries de plus de 1000 différentes souches. De toutes nos cellules immunitaires, 70% se trouvent autour de l’intestin. L’influence sur le microbiote est multifactorielle et le lait maternel semble un des plus puissants, comme démontré par une étude internationale. Pour rappel, les prébiotiques sont considérés comme la nourriture pour les bactéries bienfaisantes (= probiotiques) et les postbiotiques sont les composés créés par ces probiotiques. Les probiotiques sont des micro-organismes vivants dont le mécanisme d’action comporte la compétition avec d’autres organismes, l’amélioration de la motricité intestinale et son intégrité, l’immunomodulation et la sécrétion des produits anti-inflammatoires, des cytokines, des peptides et acides gras à chaines courtes.
L’ECUN reste une pathologie menaçante du prématuré. Sa physiopathologie est multifactorielle, entre autres la dysbiose intestinale qui semble un des éléments clés avec la prolifération des bactéries pathogènes induisant une interruption de la barrière épithéliale, créant une inflammation puis de l’apoptose. L’administration de probiotiques fait partie des stratégies de prévention. Deux grandes études (ProPrems, Australie & Nouvelle-Zélande) et PiPs (Royaume Uni) ont conclu à des résultats contradictoires – tandis que ProPrems a observé une diminution de 50% de la fréquence de ECUN, PiPs n’a pas trouvé de différence significative entre probiotiques et placebo. Une méta-analyse (spécifique de la souche) a finalement permis d’identifier deux probiotiques protecteurs contre les ECUN – L. rhamnosus GG et la combinaison B. infantis Bb02, B.lactis B12+ Str. Thermophilus TH4, qui figurent également dans les recommandations de l’ESPGHAN. La supplémentation avec des probiotiques augmente la quantité des bifidobactéries, des acides gras à chaines courtes et le taux d’IgA et diminue la quantité d’entérocoques. Notamment la sécrétion des acides gras à chaines courtes peut être interpréter comme effet postbiotique. Par contre il faut prendre en considération le danger potentiel de translocation qui peut amener à une septicémie. Il est indispensable d’utiliser seulement des produits de haute qualité et certifiés, car il a été démontré qu’un produit commercialisé sur 16 ne pas correspond à la revendication de produit.
Questions :
1.Dans la méta-analyse la combinaison des 3 souches a été démontré efficace. Est-ce que vous pensez qu’en ajoutant une quatrième souche on pourrait augmenter son efficacité ou bien le contraire ?
Réponse : La combinaison des 3 souches était aussi bien scientifique que pratique car le mélange de ces 3 souches était facilement disponible à ce moment-là. Est-ce que le rajout de lactobacillus pourrait être bénéfique, je n’en suis pas sure. Finalement il n’est pas si prévalent dans le microbiote humain.
2.Comment est-ce qu’on peut résoudre notre dilemme d’administrer des antibiotiques et des probiotiques mais sans connaître vraiment l’efficacité de ces derniers ?
Réponse : J’insiste sur l’importance d’utiliser uniquement des produits de haute qualité et de réclamer le certificat afin d’être sûr du produit. Et bien sûr d’autres études sont nécessaires.
3.Quel est le bon moment de l’initiation ?
Je ne pense pas qu’il est nécessaire de débuter les probiotiques immédiatement après la naissance. Notamment dans les premières 24h les tight junctions sont probablement un peu moins serrées et il y a le risque d’interaction avec les cellules immunitaires et de sepsis. Nous commençons un peu plus tard.
L’exploration longitudinale du microbiote intestinal chez l’enfant atteint d’une atrésie de l’œsophage opérée et son influence sur la croissance
Longitudinal exploration of the intestinal microbiota and its effect on growth in children
with repaired oesophageal atresia – Sin (Erin) Yee (Sydney, Australie)
Les enfants atteints d’une atrésie de l’œsophage (AO) sont connus pour avoir une croissance diminuée comparé à des enfants sains, ce qui est probablement d’origine multifactorielle. Dans une étude précédente une différence significative entre le microbiote intestinale des enfants avec AO et des enfant sains a été mise en évidence. L’objectif de l’étude était d’évaluer la progression longitudinale du microbiote intestinale et sa relation avec une inflammation intestinale ainsi que son influence sur la croissance des enfants opérés d’une AO. Dans une étude prospective deux groupes étaient surveillés pendant une année (54 AO vs 41 enfants sains) avec des investigations sur la croissance (anthropométrie, z-score, SC), la diversité intestinale (séquençage ARN), l’inflammation intestinale (calprotectine fécale), le régime alimentaire et les signes de difficultés alimentaires/dysphagie (avec des questionnaires respectivement). Au départ le z-score pour le poids et la taille étaient considérablement diminués comparé aux enfants sains et il y avait une forte corrélation entre les mesures anthropométriques et la diversité du microbiote.
Les résultats longitudinaux ne retrouvaient pas de corrélation entre les mesures anthropométriques et le régime alimentaire, les difficultés alimentaires ou la dysphagie. La richesse bactérienne augmentait au cours du temps chez les enfants AO, par contre pas la diversité. Tandis que la calprotectine fécale était augmentée chez les enfants AO en début d’étude et a été associée à un z-score de taille diminué, elle diminuait de manière significative pendant la période de suivi et il n’y avait plus de corrélation retrouvée. Devant l’absence de corrélation entre la faible croissance chez les enfants AO et leur alimentation, la modification de la diversité du microbiote pourrait être une piste intéressante pour influencer la croissance chez l’enfant atteint d’une AO.
La supplementation en inuline et son effet sur le microbiote intestinal chez des enfants obèses : un essai randomisé, double-aveugle, placebo-contrôlé
Effects on inulin supplementation on gut microbiota in obese children: A randomised, double-blinded place-controlled study – Chonnikant Visuthranukul (Bangkok, Thaïlande)
Il est connu que les personnes obèses présentent une dysbiose intestinale avec un déséquilibre entre des bifidobactéries (diminuées) et des firmicutes (augmentés) amenant à une digestion altérée des acides gras à chaines courtes. La supplémentation en inuline a montré un effet favorable chez l’adulte obèse. L’objectif de l’étude était d’évaluer si la supplémentation en inuline provoque un changement de poids et de composition corporelle chez des enfants thaïlandais obèses et s’il y a un effet sur le microbiote intestinal avec une augmentation des acides gras à chaines courtes dans les selles. Cent-cinquante enfants obèses âgés de 7 à 15 ans ont été randomisés dans trois groupes ayant reçu soit de l’inuline, de la maltodextrine (placebo) ou des fibres alimentaires avec un prélèvement de selles au début, à 3 et à 6 mois. Tout le monde recevait les mêmes consignes diététiques. Il y avait une augmentation significative des bifidobactéries et des bactéries produisant du butyrate dans le groupe inuline (notamment dans les premiers 3 mois) comparé aux autres. Il n’y avait pas de changement significatif du taux des acides gras à chaines courtes entre les groupes. (Rajout de l’abstract, non mentionné lors de la présentation : Même que la SC a diminué de manière significative chez des enfants ayant été supplémentés avec de l’inuline, l’indice de la masse grasse et le pourcentage de la graisse corporelle n’étaient pas différents)
Questions :
Est-ce que la supplémentation en maltodextrine est un bon placébo car elle peut potentiellement provoquer une inflammation intestinale ? Quel pourrait être le meilleur placébo ? On a utilisé de l’inuline comme placebo il y a quelques années.
Réponse : Je pense que la maltodextrine est sécure chez l’enfant, pour d’autres placebo on aurait besoin de plus de recherche.
Nos remerciements à la reporter Dominique Schluckebier pour ce compte-rendu – Lauréate de la Bourse Laboratoire Gallia (congrès G.F.H.G.N.P 2021)
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