Acquisition initiale de microbiote

L'acquisition initiale de microbiote est la formation du microbiote d'un organisme immédiatement avant et après la naissance. Le microbiote (aussi appelé flore) est l'ensemble des micro-organismes dont les bactéries, les archées et les champignons qui colonisent l'organisme. Le microbiome est un autre terme pour le microbiote ou peut faire référence aux génomes collectés.

Bon nombre de ces micro-organismes interagissent avec l'hôte de manière bénéfique et jouent souvent un rôle essentiel dans des processus tels que la digestion et l'immunité[1]. Le microbiome est dynamique : il varie d'un individu à l'autre, au fil du temps, et peut être influencé à la fois par des forces endogènes et exogènes[2].

De nombreuses recherches chez les invertébrés[3],[4],[5] ont montré que les endosymbiotes peuvent être transmis verticalement aux ovocytes ou transmis de manière externe lors de la ponte[6]. Les recherches sur l'acquisition de communautés microbiennes chez les vertébrés sont relativement rares, mais suggèrent également qu'une transmission verticale peut se produire[7],[8].

Chez l'humain

Les premières hypothèses supposaient que les bébés humains naissent stériles et que toute présence bactérienne dans l'utérus aurait été nocive pour le fœtus[8]. Certains pensaient que l'utérus et le lait maternel étaient stériles et que les bactéries ne pénétraient pas dans le tractus intestinal d'un nourrisson tant qu'une alimentation supplémentaire n'était pas fournie[9]. En 1900, le pédiatre français Henry Tissier isole Bifidobacterium dans les selles de nourrissons allaités et en bonne santé[10],[11]. Il a conclu que le lait maternel n'était pas stérile et a suggéré que la diarrhée causée par un déséquilibre de la flore intestinale pouvait être traitée en complétant la nourriture avec Bifidobacterium[12]. Toutefois, Tissier a toujours affirmé que l'utérus était stérile et que les nourrissons n'entraient pas en contact avec des bactéries avant d'entrer dans le canal génital[11].

Au cours des dernières décennies, la recherche sur l'acquisition périnatale du microbiote chez l'homme s'est développée grâce aux développements de la technologie de séquençage de l'ADN[8]. Des bactéries ont été détectées dans le sang du cordon ombilical[13], dans le liquide amniotique[14] et dans les membranes fœtales[15] de bébés nés à terme en bonne santé. Il a également été démontré que le méconium, la première selle du liquide amniotique digéré d'un nourrisson, contient une communauté diversifiée de microbes[13]. Ces communautés microbiennes se composent de genres que l'on trouve couramment dans la bouche et les intestins, qui peuvent être transmis à l'utérus via la circulation sanguine, et dans le vagin, qui peut remonter par le col de l'utérus[8],[13].

Chez les autres vertébrés

Dans une expérience, des souris gravides ont reçu de la nourriture contenant Enterococcus faecium génétiquement marqué[16]. Le méconium de la progéniture à terme délivrée par ces souris via une césarienne stérile s'est avérée contenir l'E. faecium étiqueté, tandis que les petits des souris témoins ayant reçu de la nourriture non inoculée ne contenaient pas E. faecium. Cette preuve soutient la possibilité d'une transmission microbienne verticale chez les mammifères.

La plupart des recherches sur la transmission verticale chez les vertébrés non mammifères se concentrent sur les agents pathogènes chez les animaux d'élevage comme les poulets, les poissons[8],[17],[18]. On ne sait pas si ces espèces incorporent également une flore commensale dans les œufs.

Chez les invertébrés

Les éponges marines abritent de nombreuses espèces de microbes spécifiques aux éponges que l'on trouve dans plusieurs lignées d'éponges[19]. Ces microbes sont détectés dans des populations divergentes sans chevauchement de gammes mais ne se trouvent pas dans l'environnement immédiat des éponges. En conséquence, on pense que les symbiotes ont été établis par un événement de colonisation avant que les éponges ne se diversifient et se maintiennent par transmission verticale (et, dans une moindre mesure, horizontale)[20]. La présence de micro-organismes à la fois dans les ovocytes et dans les embryons d'éponges a été confirmée[20],[21].

De nombreux insectes dépendent de symbiotes microbiens pour obtenir des acides aminés et d'autres nutriments qui ne sont pas disponibles à partir de leur principale source de nourriture[8]. Le microbiote peut être transmis à la progéniture via les bactériocytes associés aux ovaires ou à l'embryon en développement[5],[22],[23], en nourrissant les larves avec des aliments enrichis en microbes[24], ou en enduisant les œufs d'un milieu contenant des microbes pendant la ponte[25],[26].

Notes et références

  1. ↑ (en) Katherine Harmon, « Bugs Inside: What Happens When the Microbes That Keep Us Healthy Disappear? », Scientific American, .
  2. ↑ (en-GB) Smitha Mundasad, « Human Microbiome Project reveals largest microbial map », BBC News,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  3. ↑ (en) Heike Feldhaar et Roy Gross, « Insects as hosts for mutualistic bacteria », International Journal of Medical Microbiology, vol. 299, no 1,‎ , p. 1–8 (PMID 18640072, PMCID 7172608, DOI 10.1016/j.ijmm.2008.05.010).
  4. ↑ (en) A.E. Douglas, « Mycetocyte symbiosis in insects », Biological Reviews, vol. 64, no 4,‎ , p. 409–434 (PMID 2696562, DOI 10.1111/j.1469-185X.1989.tb00682.x).
  5. ↑ a et b (en) P. Buchner, Endosymbiosis of animals with plant microorganisms, New York, Interscience Publishers, (ISBN 978-0470115176).
  6. ↑ (en) Hassan Salem, « An out-of-body experience: the extracellular dimension for the transmission of mutualistic bacteria in insects », Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 282, no 1804,‎ , p. 20142957 (PMID 25740892, PMCID 4375872, DOI 10.1098/rspb.2014.2957).
  7. ↑ (en) Inne Gantois, Richard Ducatelle et Frank Pasmans, « Mechanisms of egg contamination by Salmonella Enteritidis », FEMS Microbiology Reviews, vol. 33, no 4,‎ , p. 718–738 (PMID 19207743, DOI 10.1111/j.1574-6976.2008.00161.x).
  8. ↑ a b c d e et f (en) L.J. Funkhouser et S.R. Bordenstein, « Mom Knows Best: The Universality of Maternal Microbial Transmission », PLOS Biol, vol. 11, no 8,‎ , e1001631 (PMID 23976878, PMCID 3747981, DOI 10.1371/journal.pbio.1001631).
  9. ↑ (en) A.I. Kendall, A.A. Day et A.W. Walker, « Chemistry of the Intestinal Bacteria of Artificially Fed Infants: Studies in Bacterial Metabolism », The Journal of Infectious Diseases, vol. 38, no 3,‎ , p. 205–210 (DOI 10.1093/infdis/38.3.205).
  10. ↑ (en) J.E. Weiss et L.F. Rettger, « Taxonomic Relationships of Lactobacillus bifidus (B. bifidus Tissier) and Bacteroides bifidus », The Journal of Infectious Diseases, vol. 62, no 1,‎ , p. 115–120 (DOI 10.1093/infdis/62.1.115).
  11. ↑ a et b Henri Tissier, « Recherches sur la flore intestinale des nourrissons (état normal et pathologique », Thesis, Paris, G. Carre and C. Naud,‎ .
  12. ↑ Henri Tissier, « Traitement des infections intestinales par la méthode de la flore bactérienne de l’intestin », CR de la Société de Biologie, no 60,‎ , p. 359-361.
  13. ↑ a b et c (en) E. Jiménez, « Isolation of commensal bacteria from umbilical cord blood of healthy neonates born by cesarean section », Current Microbiology, vol. 51, no 4,‎ , p. 270–274 (PMID 16187156, DOI 10.1007/s00284-005-0020-3).
  14. ↑ (en) C Bearfield et E.S. Davenport, « Possible association between amniotic fluid microorganism infection and microflora in the mouth », British Journal of Obstetrics and Gynaecology, vol. 109, no 5,‎ , p. 527–533 (PMID 12066942, DOI 10.1016/s1470-0328(02)01349-6).
  15. ↑ (en) J.H. Steel, S. Malatos et N. Kennea, « Bacteria and inflammatory cells in fetal membranes do not always cause preterm labor », Pediatric Research, vol. 57, no 3,‎ , p. 404–411 (PMID 15659699, DOI 10.1203/01.pdr.0000153869.96337.90).
  16. ↑ (en) E. Jiménez, M.L. Marin et R. Martin, « Is meconium from healthy newborns actually sterile? », Research in Microbiology, vol. 159, no 3,‎ , p. 187–193 (PMID 18281199, DOI 10.1016/j.resmic.2007.12.007).
  17. ↑ (en) I. Gantois, R. Ducatelle et F. Pasmans, « Mechanisms of egg contamination by Salmonella Enteritidis », FEMS Microbiology Reviews, vol. 33, no 4,‎ , p. 718–738 (PMID 19207743, DOI 10.1111/j.1574-6976.2008.00161.x).
  18. ↑ (en) J.A. Brock et R. Bullis, « Disease prevention and control for gametes and embryos of fish and marine shrimp », Aquaculture, vol. 197, nos 1–4,‎ , p. 137–159 (DOI 10.1016/s0044-8486(01)00585-3).
  19. ↑ (en) C.R. Wilkinson, « Origin of bacterial symbioses in marine sponges », Proceedings of the Royal Society of London, vol. 220, no 1221,‎ , p. 509–517 (DOI 10.1098/rspb.1984.0017).
  20. ↑ a et b (en) S. Schmitt, H. Angermeier et R. Schiller, « Molecular microbial diversity survey of sponge reproductive stages and mechanistic insights into vertical transmission of microbial symbionts », Applied and Environmental Microbiology, vol. 74, no 24,‎ , p. 7694–7708 (PMID 18820053, PMCID 2607154, DOI 10.1128/aem.00878-08, Bibcode 2008ApEnM..74.7694S).
  21. ↑ (en) S. Schmitt, J.B. Weisz, N. Lindquist et U. Hentschel, « Vertical transmission of a phylogenetically complex microbial consortium in the viviparous sponge Ircinia felix », Applied and Environmental Microbiology, vol. 73, no 7,‎ , p. 2067–2078 (PMID 17277226, PMCID 1855684, DOI 10.1128/aem.01944-06, Bibcode 2007ApEnM..73.2067S, lire en ligne).
  22. ↑ (en) R. Koga, X.Y. Meng, T. Tsuchida et T. Fukatsu, « Cellular mechanism for selective vertical transmission of an obligate insect symbiont at the bacteriocyte-embryo interface », Proceedings of the National Academy of Sciences USA, vol. 109, no 20,‎ , E1230–E1237 (PMID 22517738, PMCID 3356617, DOI 10.1073/pnas.1119212109).
  23. ↑ (en) L. Sacchi, A. Grigolo et U Laudani, « Behavior of symbionts during oogenesis and early stages of development in the German cockroach, Blatella germanica (Blattodea) », Journal of Invertebrate Pathology, vol. 46, no 2,‎ , p. 139–152 (PMID 3930614, DOI 10.1016/0022-2011(85)90142-9).
  24. ↑ (en) G.M. Attardo, C. Lohs et A. Heddi, « Analysis of milk gland structure and function in Glossina morsitans: milk protein production, symbiont populations and fecundity », Journal of Insect Physiology, vol. 54, no 8,‎ , p. 1236–1242 (PMID 18647605, PMCID 2613686, DOI 10.1016/j.jinsphys.2008.06.008).
  25. ↑ (en) S.S. Prado et T.D. Zucchi, « Host-symbiont interactions for potentially managing Heteropteran pests », Psyche, vol. 2012,‎ , p. 1–9 (DOI 10.1155/2012/269473).
  26. ↑ (en) W. Goettler, M. Kaltenpoth, G. Hernzner et E. Strohm, « Morphology and ultrastructure of a bacteria cultivation organ: the antennal glands of female European beewolves, Philanthus triangulum (Hymenoptera, Crabronidae) », Arthropod Structure & Development, vol. 36, no 1,‎ , p. 1–9 (PMID 18089083, DOI 10.1016/j.asd.2006.08.003).

Voir également

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Microbiotes de l'organisme humain
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