Une nouvelle étude publiée dans le Nature Communications Journal examine l’association entre la maturation du microbiome intestinal du nourrisson et le système immunitaire du nourrisson.
Étude: La maturation retardée du microbiote intestinal au cours de la première année de vie est une caractéristique des maladies allergiques pédiatriques. Crédit d’image : PhonlamaiPhoto/Shutterstock.com
Introduction
La prévalence des allergies augmente dans le monde, parallèlement aux changements des conditions sociales et écologiques qui pourraient avoir un impact sur le microbiome humain. Le microbiome s’établit au début de la vie, peu après la naissance, mais subit plusieurs changements au cours de sa maturation.
Les facteurs de risque d’allergies et d’altérations du microbiote ont de nombreux points communs, notamment le mode d’accouchement, le mode de vie rural ou urbain, les habitudes alimentaires et l’utilisation d’antibiotiques. La maturation d’un microbiome sain accompagne également la maturation du système immunitaire.
Quatre types d’allergies partagent la même étiologie, avec une augmentation des immunoglobulines E (IgE) et des réponses inflammatoires de type 2 activées de manière inappropriée. Les quatre affections comprennent la dermatite atopique, l’asthme, les allergies alimentaires et la rhinite allergique. Leur apparition suit également un schéma appelé marche allergique.
Ce phénomène a motivé l’étude actuelle qui a examiné les quatre en parallèle en association avec les changements sous-jacents de leur microbiome.
Qu’a montré l’étude ?
L’étude a utilisé des données détaillées de la cohorte longitudinale prospective CHILD de plus de 1 100 enfants suivis depuis la naissance.
Les résultats montrent que les quatre affections allergiques sont systématiquement liées à certains changements du microbiome et à des influences précoces chez les enfants âgés de cinq ans.
Après ajustement pour tenir compte des facteurs de confusion, les scientifiques ont constaté que les hommes couraient un risque 85 % plus élevé, alors qu’il était augmenté de 60 % chez ceux ayant des antécédents parentaux de maladie atopique.
L’augmentation du risque la plus importante concernait l’utilisation d’antibiotiques avant l’âge d’un an, soit plus de deux fois le risque de base. Les nourrissons allaités jusqu’à l’âge de six mois, ainsi que les nourrissons de race blanche, avaient cependant moins de chances.
Notamment, la maturation du microbiome intestinal du nourrisson est marquée par une diversité microbienne accrue au cours de la première année de vie, car différentes espèces montrent des changements dans leur taux de croissance pour devenir plus ou moins abondantes.
« Ce processus est tellement lié au développement précoce de la vie que la composition du microbiote du nourrisson peut à elle seule prédire avec précision l’âge chronologique d’un nourrisson.« .
Un sous-ensemble d’enfants, comprenant environ la moitié du sous-ensemble, a vu son modèle de maturation du microbiome intestinal analysé par métagénomique et métabolomique. Cela a montré que la maturation à un an était liée aux allergies dans l’enfance.
Autrement dit, les nourrissons qui présentaient une plus faible diversité du microbiote intestinal à l’âge d’un an, caractéristique d’une maturation retardée du microbiome intestinal, présentaient un risque plus élevé d’allergie à cinq ans.
Tous les enfants souffrant de l’une de ces quatre allergies à l’âge de cinq ans présentaient une période prévue de microbiote inférieure à un an par rapport à ceux sans allergies. Ces deux déficiences étaient liées par une voie commune.
Les enfants ayant des antécédents d’allergie à cinq ans ont montré des changements spécifiques dans l’abondance de neuf espèces, comme une réduction de Anaérostipes Hadrus, Fusicatenibacter saccharivoresmais augmente dans Eggerthella lenteet Escherichia colientre autres.
Certains d’entre eux étaient en outre liés à des expositions spécifiques, telles que l’utilisation d’antibiotiques, l’allaitement et les antécédents atopiques du père.
Cette étude a permis d’identifier un ensemble de lignes de base de voies fonctionnelles et métaboliques altérées chez les enfants allergiques.
Ceux-ci ont conduit à une réduction de l’intégrité de la muqueuse via une dégradation de la muqueuse en réduisant les principales liaisons disulfure de cystéine, un stress oxydatif plus élevé, une diminution de la fermentation secondaire des produits non digérés ou semi-digérés dans l’intestin et une augmentation des niveaux de traces d’amines biogènes.
Les traces d’amines (TA) comprennent la phényléthylamine, la tryptamine et la tyramine, qui se lient toutes aux récepteurs associés au TA (TAAR) sur les cellules intestinales et immunitaires. Lorsqu’ils augmentent en concentration, ils peuvent favoriser une inflammation chronique.
Ainsi, la restriction de l’abondance de TA via des modifications du microbiote pourrait être un élément clé du développement de la tolérance immunitaire pendant la petite enfance.
La maturation du microbiome intestinal du nourrisson modifie ainsi le profil fonctionnel et métabolique du nourrisson. De plus, le butyrate, un acide gras à chaîne courte (AGCC) produit par fermentation secondaire, était associé à F. saccharivores et A. hadrus. Ceci est connu pour être la clé de la tolérance immunitaire.
Les espèces bactériennes trouvées en plus grande abondance chez les enfants allergiques sont associées à des effets néfastes sur la santé et peuvent devenir pathogènes. Il est intéressant de noter que bon nombre de ces caractéristiques sont partagées par les métabolites, qui existent également à des niveaux plus élevés chez ces enfants.
Ainsi, le changement de ces voies semble être le lien entre un retard précoce de la maturation du microbiome intestinal à un an et un diagnostic de l’une de ces allergies à l’âge de cinq ans.
« La maturation du microbiote constitue ainsi un point focal pour identifier les écarts par rapport au développement normatif afin de prédire et de prévenir les maladies allergiques.« .
Quelles sont les implications ?
« Nos résultats identifient des mécanismes communs hôte-microbiome associés au développement de troubles allergiques cliniquement distincts. Donner la priorité aux stratégies préventives et aux interventions thérapeutiques visant à modifier ces interactions hôte-microbe pendant la petite enfance pourrait avoir des avantages durables dans la prévention des maladies allergiques pédiatriques.« .
Ces associations épidémiologiques ont été extraites d’un sous-ensemble de la cohorte CHILD.
Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour étayer ces analyses, en tenant compte des différences naturelles entre la composition du microbiome intestinal chez différents individus et zones géographiques.
Cependant, les scientifiques ont permis de mieux comprendre comment le microbiome intestinal du nourrisson pourrait présenter des altérations qui prédisent et expliquent en partie le développement futur des allergies infantiles.
