Test d’équilibre du microbiome intestinal : Contexte

Le tractus gastro-intestinal humain regorge de microbes… en effet, avec jusqu’à 100 milliards d’entre eux, ils sont plus nombreux que les cellules de notre corps. Ces microbes sont constitués en grande partie de bactéries qui se répartissent dans un large éventail de classifications, dont le règne, le phylum, la classe, le genre, l’espèce et la souche. Au cours des dernières années, notre capacité à différencier ces classifications s’est améliorée, d’abord grâce à la différenciation des analyses de pyroséquençage et maintenant grâce à des approches métagénomiques plus sophistiquées. En appliquant ces approches, on a beaucoup appris sur la façon dont la composition microbienne d’un individu est unique, tant sur le plan quantitatif que qualitatif. On sait aujourd’hui qu’il existe des variations interindividuelles extrêmes dans les quantités relatives de taxons microbiens. Toutefois, un noyau de microbiotes persiste dans la majorité de la population, qui s’accompagne d’une variation interindividuelle plus faible pour des microbiotes spécifiques, et qui est en grande partie propre à un individu donné. Les différences interindividuelles dans la composition du microbiome de 29 participants testés à plusieurs reprises dans le cadre d’un récent essai clinique sont illustrées dans la figure 1.

Figure 1 : Variation interindividuelle du microbiome intestinal

Remarque. Les barres reflètent les profils répétés chez chacun des 29 individus.

On sait aujourd’hui que de nombreux facteurs influencent la composition du microbiome intestinal. Des facteurs tels que l’alimentation, le stress, la méthode d’alimentation des nourrissons, les produits pharmaceutiques, la géographie et le stade du cycle de vie peuvent modifier profondément la composition de la population microbienne intestinale (figure 2).

Figure 2 : Le microbiome : Apparition et évolution au cours des étapes de la vie

Plus important encore, des recherches récentes ont permis de déterminer comment ces divers facteurs façonnent le microbiome intestinal de manière à contribuer à l’apparition de maladies ou à l’amélioration de la santé et du bien-être. La figure 3 illustre les mécanismes par lesquels la composition du microbiome contribue négativement ou positivement à la santé. Les métabolites secondaires produits par certaines bactéries du tractus gastro-intestinal qui ont la capacité de modifier la santé de manière positive ou négative comprennent les acides gras à chaîne courte (AGCC), l’oxyde de triméthylamine (TMAO), les lipopolysaccharides (LPS), les antioxydants et le sulfate d’indoxyle.

Figure 3 : Le microbiome intestinal dans la santé et la maladie

Test d’équilibre du microbiome intestinal : Raison d’être

Il est aujourd’hui de plus en plus reconnu que l’architecture du microbiome peut fournir des informations sur les stratégies optimales en matière d’alimentation et d’utilisation de produits de santé naturels. Comme l’indique la figure 4, des preuves scientifiques fondées sur des essais cliniques solidement conçus et mis en œuvre permettent de prédire quel est le meilleur aliment ou supplément de produit naturel à utiliser pour optimiser les résultats en matière de santé, en fonction de la configuration spécifique du microbiome d’un individu. Pour ce faire, on a recours à des essais cliniques randomisés, qui constituent l’étalon-or de la médecine fondée sur des données probantes. Ces essais permettent d’identifier les nombreux facteurs qui coexistent et interagissent pour influencer l’effet que le régime alimentaire et les produits naturels peuvent avoir sur les résultats en matière de santé. Les algorithmes de traitement des données peuvent désormais être utilisés pour identifier les aspects du profil clinique des individus, y compris les données sur le microbiome, qui permettent de prédire ces réactions en matière de santé.

Figure 4 : Intervention alimentaire visant à moduler le microbiome intestinal – Quelle est la distance qui nous sépare de la médecine de précision ?

Francesca De Filippis, PhD, Paola Vitaglione, PhD, Rosario Cuomo, MD, Roberto Berni Canani, PhD, et Danilo Ercolini, PhD

Ces approches ont permis d’accumuler des preuves montrant que les individus présentant certains profils intestinaux réagissent différemment aux interventions diététiques. La réponse métabolique à une intervention diététique est donc spécifique à chaque personne, le même aliment ou produit naturel produisant des réponses différentes d’un individu à l’autre. Par exemple, lorsque la réactivité des marqueurs de santé à un régime riche en fibres et pauvre en calories a été évaluée dans un groupe d’individus à l’aide d’un essai clinique soigneusement contrôlé, le niveau de réactivité s’est avéré être lié au niveau de diversité du microbiome ainsi qu’au rapport entre Prevotella et Bacteriodes. Ces données suggèrent qu’encourager des stratégies de régime ou de supplémentation favorisant un rapport Prevotella/Bacteroides élevé, chez les personnes identifiées par les tests du microbiome comme ayant des rapports faibles, améliorerait les résultats de santé globaux (Figure 5).

Figure 5 : Interventions alimentaires visant à moduler le microbiome intestinal

De même, des chercheurs ont montré qu’en utilisant des données provenant de l’analyse du microbiome intestinal, de tests sanguins, de questionnaires et de mesures anthropométriques, ainsi qu’une analyse informatique basée sur l’IA, il était possible de prédire une stratégie nutritionnelle personnalisée qui réduirait les réponses du niveau de glucose postprandial dans un groupe de 800 personnes (figure 6). Ces données soulignent à nouveau l’utilité de mesurer la distribution du microbiome comme moyen de prédire les interventions optimales en matière d’alimentation et de produits de santé naturels. L’ensemble de ces résultats met en évidence le concept d’une stratégie prédictive empirique et sans mécanisme pour déterminer une stratégie de produits de santé naturels adaptée à un individu donné, sur la base de paramètres incluant la composition du microbiome. Cette recherche met en évidence l’utilité d’une nouvelle génération de probiotiques comme moyen de convertir les non-répondeurs en répondeurs aux produits naturels.

Figure 6 : Les résultats de l’étude appuient les recommandations basées sur le microbiome

L’intervention diététique basée sur l’algorithme a entraîné des réponses postprandiales significativement plus faibles et des modifications cohérentes de la configuration du microbiote intestinal.

Test d’équilibre du microbiome intestinal : Description

En conséquence, le NFH travaille en partenariat avec CosmosID pour fournir une détermination complète du profil du microbiome intestinal en utilisant le séquençage du métagénome entier. Cette approche de séquençage est beaucoup plus puissante que la méthode de séquençage de l’ARNr 16s bactérien couramment utilisée. En utilisant les dernières plateformes de séquençage de nouvelle génération d’Illumina, nous pouvons détecter des séquences entières d’ADN, l’ADN de l’hôte, de multiples gènes bactériens et fonctions, ainsi que des métabolites et des voies fonctionnelles. Avec plus de 3 000 000 de reads NGS, l’approche de séquençage du métagénome shotgun fournit l’évaluation la plus complète du microbiote intestinal disponible aujourd’hui.

Les méthodes d’interprétation des résultats du séquençage par shotgun ont également progressé. Par exemple, Gupta et al ont récemment agrégé les valeurs d’abondance de chaque espèce pour générer l’indice de santé du microbiome intestinal (GMHI), une formule mathématique biologiquement interprétable permettant de prédire la probabilité d’une maladie indépendamment du diagnostic clinique. Le GMHI est formulé à partir de 50 espèces microbiennes associées à un écosystème intestinal sain. Les 50 espèces ont été identifiées grâce à une analyse intégrative de 4347 métagénomes de selles humaines provenant de 34 études publiées dans des conditions saines et 12 conditions non saines différentes (Gupta et al.). Le microbiome intestinal du BDNF adopte une approche similaire à celle du GMHI, en fournissant des listes d’espèces microbiennes bénéfiques et délétères associées à l’écosystème intestinal.

Gupta, V.K., et al. A predictive index for health status using species-level gut microbiome profiling. Nat Commun 11, 4635 (2020).

Le rapport de résultats NFH Testing/CosmosID interprète le profil microbien complet en termes de capacité fonctionnelle et de relation avec la santé à l’aide d’une variété d’indices utiles qui reflètent le risque de troubles de la santé. Cette fonction d’interprétation du rapport permet de discuter facilement des résultats personnalisés d’un patient et facilite la mise en place d’une stratégie de supplémentation en probiotiques et en prébiotiques afin d’optimiser la santé.