le microbiote pulmonaire

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Le plus souvent ignoré, le microbiote pulmonaire dont l’origine est mixte : environnementale et intestinale, commence à faire l’objet de travaux et surtout de publications. Des liens éventuels entre sa composition et des pathologies comme l’asthme sont explorés. Des résultats ont été présentés au Congrès Français de Pneumologie, 2014.

• Définition :
  

–  Microbiote : ensemble des micro-organismes (microflore) qui colonisent les surfaces épithéliales et muqueuses exposées à l’environnement extérieur : peau, oropharynx, vagin, poumon, intestin…

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Ct asthme

– Microbiome : aire de vie des micro-organismes vivants présents dans un organe/tissu (microbiote) ou la collection de leurs génomes et leurs interactions dans un environnement donné.

• Le microbiote pulmonaire existe
  

« Contrairement au microbiote intestinal qui est très étudié depuis quelques années déjà, la flore du poumon est un terrain d’investigation beaucoup plus récent ». Curieusement, pendant longtemps, l’arbre aérien sous glottique a été considéré comme un micro-environnement stérile chez les sujets sains. Cela explique, pour partie, le récent intérêt porté au microbiote pulmonaire. »

Pourtant, il existe bien un microbiote pulmonaire chez les sujets humains sains et il n’est pas  seulement la dispersion du microbiote de l’oropharynx. On sait désormais que :

• – l’arbre aérien n’est pas stérile chez les sujets normaux,

• – la composition du microbiote diffère selon l’état normal ou pathologique,

• – il dépend aussi du site de prélèvement ainsi que du type de prélèvement (aspiration, expectoration, LBA, tissu).

Des arguments en faveur d’un lien entre microbiote et asthme
Si des arguments cliniques et des travaux expérimentaux chez les rongeurs font état de lien entre microbiote digestif et allergie respiratoire, y-a-t-il des arguments en faveur d’un rôle de la flore dans les deux pathologies pulmonaires que sont l’asthme (et la BPCO chez l’homme) ? Il semblerait que oui.
Concernant l’asthme, la question de l’influence du microbiote remonte à l’hypothèse hygiéniste avec le postulat suivant « Moins on est exposé à des microbes, plus on développe des allergies (asthme, rhinites) ». Elle tend, aujourd’hui, à être démontrée chez l’animal et chez l’homme.
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Chien : bulle pulmonaire bronchite chronique
A l’appui, des expériences de recolonisation menées chez des souris sensibilisées à l’ovalbumine qui montrent une hyper-réactivité bronchique plus importante et plus d’inflammation respiratoire lorsque les souris sont « germ-free »), mettant ainsi en évidence un lien physiopathologique entre flore normale et apparition d’allergies. Chez l’homme, de plus en plus d’études s’intéressent à cette relation. Mais les résultats ne vont pas tous dans le même sens.

Ainsi, dans un essai mené chez les nouveau-nés de 1 mois, la flore des voies aériennes a été mise en culture puis les enfants ont été suivis pendant 5 ans. Il a été montré que les enfants présentant des épisodes sifflants étaient plus colonisés par des micro-organismes que les enfants sans épisodes sifflants ! «Une démonstration élégante d’un lien entre microbiote et asthme mais les résultats sont parfois discordants ».D’autres essais sont venus à l’appui de cette hypothèse.

Chez des sujets asthmatiques, le brossage bronchique montre un nombre plus important de bactéries et une plus grande diversité que chez les non asthmatique.

En procédant à une analyse plus poussée, certaines bactéries sembleraient même spécifiques de l’hyperréactivité bronchique.

Des résultats similaires sont observés quand on analyse la flore à partir d’expectorations induites, puisque des chercheurs ont montré un profil bactérien différent entre asthmatiques et non asthmatiques, avec une plus grande diversité bactérienne chez l’asthmatique.

Et, ce microbiote influencerait-il la cortico-sensibibilité ? on ne peut répondre actuellement à cette question mais le profil bactérien diffère selon que l’on est face à un asthme cortico-résistant ou cortico-sensible !

Cela ouvre-t-il des pistes thérapeutiques?

Ces observations ont elles des implications en terme de traitement ? Le microbiote pourrait-il agir via la modification de l’immunité ?

Quatre options thérapeutiques sont possibles : – les probiotiques ;  – les prébiotiques (nourriture des probiotiques) ; – les symbiotiques (probiotiques + prébiotiques) ;  – la transplantation fécale.

A ce jour, il y a peu de certitudes. Si quelques arguments expérimentaux, mais cliniquement très faibles, suggèrent que le microbiote peut avoir des implications thérapeutiques, il reste beaucoup de conditionnel. De même, les antibiotiques seraient susceptibles d’influer sur le microbiote. Quoi qu’il en soit, beaucoup de progrès restent à faire pour comprendre la signification de ce que l’on observe, puis de pouvoir ensuite l’utiliser avec un objectif thérapeutique.

(NDR : chez le chien sain, les cultures effectuées à partir de LBA révèle souvent la présence d’une flore microbienne. Le microbiote pulmonaire doit exister chez le chien mais il est encore très mal connu ! et chez le chat, les données sont encore plus fragmentaires)

De bonnes bactéries aussi dans nos poumons?
Par Geneviève Héry-Arnaud Mis à jour le 09/04/2019 à 11:38 Publié le 09/04/2019 à 11:38
De bonnes bactéries aussi dans nos poumons?
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AVIS D’EXPERT - Pour le professeur Geneveviève Héry-Arnaud*, les connaissances sur le microbiote pulmonaire et ses liens avec le microbiote intestinal ouvrent des potentialités thérapeutiques par l’utilisation de probiotiques sur différents terrains respiratoires.

Professeur Geneviève Héry-Arnaud.
Le projet de cartographie microbienne de l’humain (Human Microbiome Project), lancé en 2007 par l’institut national de la santé des États-Unis (NIH), a étudié divers organes: tube digestif, voies urogénitales, peau, bouche, nez. Quand l’étude du microbiote a pris son essor, le poumon n’était pas perçu avec intérêt. Mais la vision du microbiote pulmonaire a changé récemment, passant de celle enseignée en médecine («Un poumon sain est un poumon stérile»), à celle d’un organe occupé par des microorganismes dont la plupart, en situation normale, sont bons pour sa santé.

Les voies aériennes sont peu décrites par rapport aux autres gîtes microbiens. Cela tient à la difficulté d’accès par des prélèvements invasifs (bronchoscopie ou lavage broncho-alvéolaire). L’autre difficulté vient de la contamination oropharyngée, dont il faut s’affranchir pour fiabiliser l’observation. Mais devant l’augmentation des patients atteints de maladies respiratoires chroniques (plus de 300 millions de personnes, selon l’OMS), des équipes s’intéressent au microbiote pulmonaire, pariant qu’il pourrait être la clé du progrès, pour le diagnostic et les soins.

Un microbiote peu abondant mais d’une rare complexité
Devant l’augmentation des patients atteints de maladies respiratoires, des équipes s’intéressent au microbiote pulmonaire, pariant qu’il pourrait être la clé du progrès

Si l’intestin humain contient environ cent mille milliards de bactéries, la biomasse bactérienne pulmonaire est un million de fois plus petite (100.000 bactéries par cm3 de lavage broncho-alvéolaire). Malgré sa faible densité, ce microbiote se distingue par son exceptionnelle biodiversité. Cela tient aux origines diverses des bactéries. Car le poumon est un terrain de jeu idéal (environ 75 à 100 m2 de surface alvéolaire chez l’adulte) pour les bactéries, qui proviennent en majorité de la sphère bucco-dentaire, mais aussi de l’air inhalé (100.000 microorganismes par litre d’air inhalé) et aussi des voies digestives (par micro-aspiration). L’action combinée du mucus et des cils de la muqueuse respiratoire, à laquelle s’ajoutent la toux et les défenses antimicrobiennes locales, limite la colonisation bactérienne pulmonaire, avec un microbiote théâtre d’un ballet incessant où des bactéries s’installent et d’autres repartent par l’escalator muco-ciliaire. Les conditions pulmonaires locales sélectionnent les microorganismes les mieux adaptés à cet écosystème.

Parmi les bactéries majoritaires, on retrouve des bactéries environnementales telles Pseudomonaset des commensales: Streptococcus, Haemophilus ou Neisseria. Il est surprenant de noter la présence forte, dans ce site dédié à l’oxygénation, de bactéries «anaérobies strictes», ne tolérant donc pas l’oxygène: Prevotella, Fusobacterium, Veillonellaou Porphyromonas, qui forment ainsi un cœur anaérobie au sein même du microbiote pulmonaire. Pour un tableau complet, il faut signaler que toutes les branches du vivant y sont représentées: virus (phages), champignons et même archées.

Déséquilibre bactérien et maladies respiratoires
La colonisation des voies aériennes commence tôt dans la vie, influencée par le mode d’accouchement. La maturation de ce microbiote serait fondamentale pour la santé pulmonaire, avec trois rôles: 1/Barrière contre les bactéries pathogènes. 2/Éducation du système immunitaire local. 3/Modelage de l’architecture pulmonaire. Il est probable que d’autres rôles seront identifiés, notamment en lien avec la régulation des voies métaboliques.

Le microbiote pulmonaire résulte d’un équilibre dynamique, dont les perturbations accumulées depuis l’enfance pourraient jouer un rôle dans la survenue ou l’aggravation de maladies comme l’asthme, la bronchopneumopathie chronique obstructive, ou de maladies génétiques comme la mucoviscidose, qui se traduisent toutes par un changement profond du microbiote pulmonaire et surtout une diminution des anaérobies commensales. Ainsi, pour l’asthme, une hypothèse est qu’une modification de ce microbiote lors de la petite enfance pourrait modifier la réponse inflammatoire locale, favorisant sa survenue.

L’analyse du microbiote pulmonaire révèle des signatures caractéristiques de différents symptômes respiratoires, ce qui permet d’en faire un outil diagnostique, pronostique et de suivi, en phase avec la médecine de précision qui se développe. Enfin, les connaissances sur le microbiote pulmonaire et ses liens avec le microbiote intestinal ouvrent des potentialités thérapeutiques par l’utilisation de probiotiques sur différents terrains respiratoires. Ainsi, l’administration pulmonaire et/ou digestive d’un cocktail de lactobacilles avant l’infection par le redoutable bacille pyocyanique semble protectrice, que ce soit dans la mucoviscidose ou les pneumopathies nosocomiales. Demain, le décryptage du microbiote pulmonaire permettra aussi de découvrir des probiotiques de nouvelle génération et de s’attaquer à des maladies fréquentes comme l’asthme sous un angle entièrement nouveau.

Pour en savoir plus: «Les Bactéries anaérobies, ces inconnues du microbiote pulmonaire», Guilloux, Lamoureux et Héry-Arnaud. Médecine/Sciences2018 ; 34: 253-260 Dossier thématiquesur le microbiote pulmonaire par Geneviève Héry-Arnaud dans La Revuedes Microbiotes n° 12, novembre 2018. [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

* Professeure des universités à la faculté de médecine de Brest (enseigne la bactériologie). Praticienne hospitalière au laboratoire de bactériologie du CHRU de Brest. Directrice de l’axe de recherche «Microbiota» centré sur les maladies respiratoires dans l’unité de recherche Inserm UMR1078 à l’université de Bretagne Occidentale.

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