Les probiotiques sont-ils vraiment utiles lorsqu’ils sont consommés ? L’antagonisme de la colonisation est un gros problème

You Wenjuan, directeur de la rédaction de World Science, Institut des sciences de Shanghai

« En cas de doute, il faut se tourner vers la mécanique quantique ; lorsqu’il est difficile de trouver le mécanisme, il faut se tourner vers la flore intestinale. » Ce que reflète le ridicule des technologies de pointe telles que la mécanique quantique et la flore intestinale, c’est que les principes scientifiques n’ont pas encore été entièrement compris, mais les produits sont déjà devenus populaires sur le marché.

Vous connaissez peut-être cet exemple : des études ont montré que certaines bactéries sont efficaces pour réguler les intestins et ont même découvert qu’elles peuvent affecter la santé du cerveau. Peu de temps après, des produits nutritionnels ou des compléments correspondants sont devenus populaires sur le marché.

Ce produit semble scientifique, mais peut-il réellement atteindre les mêmes résultats qu’au stade expérimental ? Y a-t-il des effets secondaires ? En même temps, face à de nouveaux produits passionnants, vous demandez-vous souvent : est-ce une « taxe sur le QI » ?

Ce qui est sûr, c’est qu’il y a un côté raisonnable derrière ces produits. Après tout, des études scientifiques faisant autorité ont confirmé que certaines maladies courantes de la vie moderne interagissent avec la flore intestinale[i]. Par exemple, les substances sécrétées par la flore intestinale sont transmises au cerveau par le nerf vague, affectant ainsi les patients atteints de la maladie de Parkinson[ii]. Les métabolites à petites molécules produits par les bactéries intestinales peuvent pénétrer dans le cerveau de la souris et modifier la fonction des cellules cérébrales, provoquant ainsi une aggravation du comportement anxieux de l'animal[iii]. Ces études ont progressivement déconstruit les voies et certaines molécules de signalisation par lesquelles la flore intestinale communique avec le cerveau, clarifiant davantage l’impact de la flore intestinale sur le cerveau.

C'est précisément en raison de l'approbation de recherches faisant autorité que les gens pensent souvent : étant donné qu'une flore intestinale saine est si importante pour le corps humain, cela signifie-t-il que si j'ai une flore intestinale saine, je peux avoir un corps sain ? Alors, si je complète avec une flore plus bénéfique ou que je prends des bactéries qui luttent contre les pathogènes, j'aurai une plus grande probabilité d'être en bonne santé ?

Le fait est qu’il reste encore un long chemin à parcourir avant qu’un produit puisse atteindre les résultats observés au stade expérimental dans le corps humain. En d’autres termes, « manger » ne signifie pas « compléter ».

L’« antagonisme de la colonisation » inévitable

Quel est le problème de vouloir compléter les bactéries bénéfiques en prenant des compléments alimentaires ? Le plus grand obstacle à cette démarche vient en réalité de la flore intestinale qui coexiste avec vous. Ils résisteront aux bactéries ingérées de diverses manières, ce que les professionnels appellent « antagonisme de colonisation ».

Pourquoi ce phénomène se produit-il ? Imaginez un peu, un groupe de bactéries indigènes heureuses qui vivaient à l'origine dans les intestins paisiblement et avec contentement doivent soudainement faire face à un groupe de bactéries étrangères sous la bannière de « probiotiques » ou « anti-pathogènes » - elles veulent occuper un territoire et rivaliser pour la nourriture et la boisson, mais l'espace dans les intestins est fixe et les nutriments sont limités, et les bactéries intestinales ne veulent pas être remplacées. Dans le même temps, la flore intestinale de votre corps s’est depuis longtemps adaptée à l’environnement qui l’entoure, c’est-à-dire qu’elle a déjà saisi l’avantage de la niche écologique. À ce stade, il serait un peu difficile pour les bactéries qui entrent de s’installer, et elles doivent avoir un fort avantage concurrentiel. Cet avantage concurrentiel ne réside pas dans le fait que ces bactéries soient bénéfiques pour le corps humain, mais dans le fait qu’elles aient un « pied » et qu’elles adhèrent suffisamment fermement. Dans le même temps, ils doivent résister à la pression d’exclusion combinée formée par la flore intestinale d’origine. De ce fait, les bactéries que vous espérez compléter « passent souvent par les intestins ».

Cependant, l’effet antagoniste de la flore intestinale favorise essentiellement la stabilité du corps et réduit le risque de croissance de pathogènes conditionnels dans le corps. Cet effet peut être obtenu par la compétition pour les nutriments et par la production de bactériocines et de métabolites toxiques. L’exploration des mécanismes pertinents peut aider les gens à trouver des moyens de surmonter l’antagonisme de la colonisation. Par exemple, les Bacteroidetes existent dans les intestins humains. Ils entretiennent une relation symbiotique avec les humains et constituent un élément important de la flore intestinale. Le 11 décembre 2023, l'équipe de Gao Xiang de l'Université du Shandong a publié le mécanisme d'antagonisme des Bacteroidetes dans la revue Nature Microbiology : Les Bacteroidetes dans l'intestin humain développeront une variété de protéines bactéricides spécifiques pour lutter contre d'autres Bacteroidetes. Cela fournit des indices pour antagoniser les Bacteroides dans l’intestin humain[iv]. Le 15 décembre 2023, une équipe de recherche de l'Université d'Oxford a publié un article dans la revue Science, révélant que plus le chevauchement métabolique entre la flore intestinale et les micro-organismes « envahisseurs » est élevé, plus il est probable que les bactéries deviennent le noyau de l'antagonisme de colonisation. En d’autres termes, lorsque des bactéries intestinales sont transplantées, la colonisation peut être obtenue en évitant les principales espèces bactériennes.

Bien que nous ayons beaucoup parlé, nous savons encore très peu de choses sur la façon dont la flore intestinale élimine les bactéries étrangères. Il existe encore de nombreux mécanismes inconnus concernant le phénomène de « l’antagonisme de la colonisation », qui attendent que les gens mènent une exploration plus approfondie. Mais la bonne nouvelle est que les scientifiques ont fait de bons progrès dans la thérapie de transplantation de bactéries intestinales.

L'analyse des mégadonnées peut être un raccourci pour réaliser une transplantation bactérienne intestinale précise

Afin de favoriser la colonisation réussie des bactéries intestinales transplantées, les chercheurs tentent activement une autre approche, c'est-à-dire, lorsque le mécanisme scientifique n'est pas encore suffisamment clair, de guider la thérapie de transplantation de bactéries intestinales en explorant les lois derrière les cas qui brisent avec succès l'antagonisme de la colonisation.

Pour mettre en œuvre cette méthode, nous devons au moins connaître : la flore intestinale des personnes en bonne santé et des patients atteints de différentes maladies, les performances des différents patients en comparaison avec la flore des personnes en bonne santé, etc., afin qu'il soit possible de fournir un traitement ciblé. Cela nécessite des recherches à grande échelle sur un nombre suffisant d’échantillons pour découvrir les modèles.

Une équipe dirigée par le professeur Qin Huanlong du dixième hôpital du peuple affilié à l'université de Tongji a collecté des données sur la flore intestinale de près de 10 000 personnes en bonne santé et de personnes atteintes de diverses maladies, a séquencé la flore intestinale de milliers de patients avant et après le traitement de « transplantation de flore intestinale » et a construit une base de données spéciale. À l’heure actuelle, un modèle de classification de la flore intestinale a été établi avec succès pour 18 maladies, fournissant des indications pour une correspondance précise entre les personnes saines et les personnes malades. Le taux de réussite du traitement de certaines maladies peut atteindre 90 %. Ce résultat de recherche a remporté le premier prix du Shanghai Science and Technology Progress Award en 2021[v].

Certaines équipes de recherche ont également progressé dans l’amélioration du taux de réussite de la transplantation de bactéries intestinales grâce à la modélisation des données. L'équipe de Zhao Fangqing de l'Institut des sciences de la vie de Pékin de l'Académie chinoise des sciences et l'équipe de Zhang Faming du deuxième hôpital affilié de l'Université médicale de Nanjing ont collaboré pour utiliser des méthodes d'analyse intelligentes afin de construire un modèle d'intelligence artificielle (EDS) pour la correspondance donneur-receveur dans la transplantation de microbiote fécal, ce qui peut augmenter l'efficacité de la transplantation de 57,1 % à 93,3 %. Dans le même temps, l’équipe conjointe a également constaté que plus la distance génétique entre le microbiote du donneur et celui du patient est grande, plus celui-ci est adapté à la transplantation. Cela confirme les conclusions de l’équipe de Gao Xiang à l’Université du Shandong et fournit un moyen plus efficace de réussir la transplantation du microbiote fécal. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Gut Microbes le 20 juillet 2022[vi].

Le groupe de recherche de Dai Lei du Centre de recherche sur le microbiome synthétique de l'Institut de technologie avancée de Shenzhen, de l'Académie chinoise des sciences et de l'Institut de biologie synthétique de Shenzhen a réussi à déduire les espèces clés de l'antagonisme de colonisation en utilisant des méthodes de recherche basées sur les données. Par conséquent, la transplantation de microbiote fécal offre une gamme de sélection plus claire pour sélectionner des espèces bactériennes avec une distance génétique éloignée pour parvenir à la colonisation. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Nature Communications le 16 mars 2024[vii].

Outre la recherche continue de précision, la standardisation du traitement de « transplantation de bactéries intestinales » est également une direction de recherche très importante, c'est-à-dire comment transformer les bactéries actives dans les matières fécales de personnes en bonne santé en produits cliniquement utilisables grâce à des processus industriels modernes, notamment la décoloration et la désodorisation.

Pour revenir à la question initiale, concernant le phénomène des découvertes scientifiques de pointe qui sautent la recherche clinique et passent directement à l'application commerciale, Emeran Mayer, neuroscientifique à l'Université de Californie à Los Angeles, a averti : « Beaucoup de gens gagnent en fait beaucoup d'argent en « profitant » de la vente de compléments alimentaires. »[viii]

À ce stade, je pense que vous avez une idée de savoir si ces produits attrayants ne sont qu’un gaspillage d’argent.

[i] https://doi.org/10.1146/annurev-med-042320-014032

[ii] Vagotomie et maladie de Parkinson : une étude suédoise de cohorte appariée basée sur un registre. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28446653/

[iii] Un métabolite dérivé de l'intestin modifie l'activité cérébrale et le comportement anxieux chez la souris https://www.nature.com/articles/s41586-022-04396-8

[iv] https://www.nature.com/articles/s41564-023-01541-5

[v] La nouvelle magie de la transformation des déchets en trésors : transformer les « excréments » en « remède contre les maladies ». World Science, numéro 3, 2024.

[vi] L'interaction du microbiote intestinal entre les donneurs et les receveurs détermine l'efficacité de la transplantation de microbiote fécal DOI:10.1080/19490976.2022.2100197

[vii] Prédiction basée sur les données des résultats de la colonisation pour les communautés microbiennes complexes https://www.nature.com/articles/s41467-024-46766-y

[viii]https://knowablemagazine.org/content/article/health-disease/2024/gut-brain-axis-parkinson-disease-microbiome

Cet article est un travail soutenu par le programme de vulgarisation scientifique et de culture de la création en Chine.

Auteur : You Wenjuan

Critique : Tao Ning

Produit par : Association chinoise pour la science et la technologie, Département de vulgarisation scientifique

Producteur : China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.