Le microbioteintestinal du prématuré: ses caractéristiques, sa mise en place, ses facteurs d influence

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Denise Bois
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1 Le microbioteintestinal du prématuré: ses caractéristiques, sa mise en place, ses facteurs d influence MJ Butel Ecosystème intestinal, probiotiques, antibiotiques (EA4065) DHU Risques et grossesse Sorbonne Paris Cité Séminaire GEN-IF/GUIGOZ 17 novembre 2014

intestinal, probiotiques, antibiotiques (EA4065) DHU Risques et

2 Le microbioteassociéàl homme = un écosystème complexe, véritable partenaire L homme = cellules procaryotes 8 millions de gènes ~1200 espèces / individu, ~5000 espèces en tout La majorité: côlon Fonctions physiologiques Métaboliques AGCC, action trophique et systémique Barrière R àla colonisation par les pathogènes Maturation immunitaire Stimulation des Treg, polarisation des Th0 en Th1 et Th2 SIgA, PAM Interactions microbiote-hôte-nutriments ++++ Dysfonctionnement dysbiose pathologies 2

action trophique et systémique Barrière R àla colonisation par les pathogènes Maturation immunitaire Stimulation des Treg,

3 Une étape clé: l établissement du microbiote Microbiotes maternels Déterminants périnataux Prématurité Rôle des 1ères colonisatrices? TD stérile jusqu à la rupture des membranes Colonisation digestive Fonctions liées au microbiote Environnement Facteurs bactériens Conséquences santé d une dysbiose? à court et à long terme Modulation? 3

TD stérile jusqu à la rupture des membranes Colonisation digestive Fonctions liées

4 Etablissement du microbiote intestinal 1ers jours de vie d un enfant né à terme, par voie basse et allaité log 10 UFC/g J o u r s d e v ie E n te r o c o c c u s E n te r o b a c te r ia c e a e S ta p h y lo c o c c u s B a c te ro id e s C lo s trid iu m B ifid o b a c te r iu m Augmentation de la stabilité, de la diversité Empreinte àlong terme? 4

c u s E n te r o b a c te r ia c e a e S ta p h y lo c o c c u s B a c te ro id e s C lo s trid

5 Microbiote du nouveau-né prématuré Dans les années 1980 Colonisation retardée, touchant majoritairement les genres Bacteroides et Bifidobacterium Mais établissement d un microbiotediversifiéau cours du 1 er mois (Sakata 1985) Dans les années fin 90, début 2000 Description d un microbioteaberrant Dysbiose importante, prolongée (Gewolb 1999, Schwiertz 2003) Aujourd hui Essentiellement décrit chez les grands prématurés Culture, qpcr, TTGE/DGGE, métagénomique 5

les années fin 90, début 2000 Description d un microbioteaberrant Dysbiose importante, prolongée (Gewolb 1999,

6 Microbiote du nouveau-né prématuré Schéma général d établissement malgré Différences entre les études Grande intervariabilité entre les sujets 1 mois de vie 79 prématurés, AG SA 20 nouveau-nés à terme Données similaires en qpcr, Fraction «non cultivable» très sous-dominante 6

sujets 1 mois de vie 79 prématurés, AG 25-36 SA 20 nouveau-nés à terme

7 NN prématurés NN à terme Staphylococcus 63 (84%) 12 (60%) SCN 57 (76%) 10(50%) aureus 12 (16%) 5(25%) Entérobactéries 58 (77%) 20(100%) E coli 23 (31%) 17(85%) E cloacae 9 (12%) 1(5%) Klebsiella 18 (24%) 3(15%) Autres espèces 25 (33%) 1(5%) Clostridium 61 (81%) 16(80%) C perfringens 16 (21%) 11(55%) C difficile 44 (59%) 1(5%) C butyricum/neonatale 26 (35%) 0 C paraputrificum 9(12%) 4(20%) Autres espèces 2(3%) 7(35%) Bifidobacterium 5(6%) 19(95%) B breve 2(2%) 6(30%) B longum subsp longum 0 4 (10%) B bifidum 0 3(15%) B pseudocatenulatum 1 (1%) 3(15%) B longum su bsp infants 0 1(5%) Autres espèces 2 2(10%) Espèces bactériennes MJ Butel GENIF GUIGOZ 2014

1(5%) C butyricum/neonatale 26 (35%) 0 C paraputrificum 9(12%) 4(20%) Autres espèces 2(3%) 7(35%) Bifidobacterium 5(6%) 19(95%) B breve 2(2%) 6(30%) B longum subsp

8 Etablissement d un microbiote anormal chez les grands prématurés confirméquelle que soit la technique utilisée Pyroséquençage, 10 prématurés AG 33 SA Barrett et al, 2013 TTGE, 29 prématurés, AG 29 SA Jacquot et al, 2011

utilisée Pyroséquençage, 10 prématurés AG 33 SA

9 Microbiote du nouveau-né prématuré Retard de colonisation important (bactéries entériques +++) Colonisation avec un microbioteprovenant de l environnement plutôt que de la mère Intervariabilité++++ P Lepage

10 Microbiote du nouveau-né prématuré Plusieurs facteurs Césarienne > Voie basse Séparés de leur mère Placés dans un environnement très aseptisé Pression de sélection des antibiotiques Importance de l environnement Effet centre (Ferraris et al, 2012) Suivi de l établissement du microbiote(métagénomique) chez 2 prématurés sur 1 mois + prélèvements d environnement (Brooks et al, 2014)

Importance de l environnement Effet centre (Ferraris et al, 2012) Suivi de l établissement du

11 Facteurs d établissement Facteurs connus chez le nouveau-néàterme Semblent peu impacter la cinétique d établissement chez le nouveau-né prématuré Le facteur le plus important = âge gestationnel? Profil de colonisation différent selon l âge gestationnel 58 enfants, 922 prélèvements, pyroséquençage (La Rosa et al, 2014) Bacilli Clostridies Gammaproteobactéries AG corrigé<30 S AG corrigé30-33 S AG corrigé>33 S Rôle de la maturité du TD? (Butel et al, 2007) Pas de colonisation par le genre Bifidobacterium si AG <33 SA ou AG corrigé<35,4 S 11

Profil de colonisation différent selon l âge gestationnel 58 enfants, 922 prélèvements, pyroséquençage (La Rosa et al, 2014) Bacilli

12 Modifications dans l établissement du microbiote prolongées dans le temps Nouveau-nés prématurés suivis sur un an Microbiotedu prématuré: évolutionau coursde la 1ère annéede vie (n=41) en fonction de l AG: très grands prématurés(ag 28 SA), grands prématurés (AG SA, et prématurés(ag >33 SA) 12

évolutionau coursde la 1ère annéede vie (n=41) en fonction de l AG: très

13 Quelles conséquences de cette dysbiose? Relations entre étiologies des sepsis et le microbiote intestinal (Carl et al 2014) ECUN Rôle d une colonisation anormale même si l étiologie reste non connue (Obladen 2009, Neu2011, Wang 2009, Mshvildadze2010, Mai 2011) Rôle du genre Clostridium évoqué Fait partie du microbiote dominant processus inflammatoire conduisant aux lésions digestives? Etudes chez l animal (Butel 1998, Waligora-Dupriet 2009) Etudes cliniques mettent en cause Clostridium Epidémie avec différentes espèces de Clostridium (Alfa 2002) Rôle de la colonisation précoce par les Clostridium(TGGE) De la Cochetière 2004, Sim 2014 Présence de Clostridium dans prélèvements peropératoires (Smith 2011)

Neu2011, Wang 2009, Mshvildadze2010, Mai 2011) Rôle du genre Clostridium évoqué Fait partie du microbiote dominant processus inflammatoire conduisant aux lésions digestives?

14 Dysbiose précoce et pathologies ultérieures Etablissement du microbiote Mise en place des fonctions physiologiques Dysbiose Pathologies? Obésité, allergie, MICI, autisme. 14

15 Dysbioseet allergie? Le microbiote participe à la maturation immunitaire Certaines études: association césarienne et asthme ou allergie alimentaire Antibiothérapieàl âge <1mois diversité+ faible à1 mois (Bacteroidetes+++) risque allergique à 2 ans Abrahamsson 2012 Nnés prématurés 2 études: risque plus faible d allergie chez les grands et très grands prématurés Siltanen 2011, Barbarot 2013 Siltanen

asthme ou allergie alimentaire Antibiothérapieàl âge <1mois diversité+ faible à1 mois

Dysbiose et obésité Relations entre obésité et microbiote Ley et al, Nature 2006 25 enfant âgés de 7 ans, en surpoids ou obèses vs 24 enfants âgés de 7 ans de poids normal, appariés sur critères plus

16 Dysbiose et obésité Relations entre obésité et microbiote Ley et al, Nature enfant âgés de 7 ans, en surpoids ou obèses vs 24 enfants âgés de 7 ans de poids normal, appariés sur critères plus faibles niveaux de bifidobactériesà6 mois et un an et plus hauts niveaux de S aureus (Kalliomaki 2008) Suivi d une cohorte A 3 ans, 1255 enfants IMC (Huh2012) Chez le prématuré? Nés par césarienne Obèses 15,7% Nés par voie basse 7,5% 16

de bifidobactériesà6 mois et un an et plus hauts niveaux de S aureus (Kalliomaki 2008) Suivi d une cohorte A

17 Dysbiose et autisme Quelques d études différences dans le microbiotede NN sains et souffrant d autisme Clostridium +++ Louis 2012 Cause ou conséquence? Rôle des métabolites de fermentation? Wang, 2012 Risque x 3 de développer un autisme chez le prématuré Risque quand l AG (Kuzniewicz 2014) 17

conséquence? Rôle des métabolites de fermentation?

18 Lien de plus en plus évident entre le microbiote précoce du nouveau-né et le statut santé ultérieur Mais controverses Pour conclure Intérêt de la modulation du microbiote? pré-, probiotiques Dysbiose Prévention de pathologies Intervariabilitéimportante du microbiotedu NN prématuré nécessité de travailler sur des cohortes 18

19 Projet EPIFLORE (ANR ) suivi d une cohorte de prématurés (Epipage 2) vs cohorte de nouveau-nés à terme (Elfe) étude du microbiote par pyroséquencage lien avec le développement de pathologies? ECUN, tardives Projet METAKID (demande de financement en cours) Étude métagénomique du microbiote intestinal à 3,5 ans le métagénome à 3,5 ans est-il le reflet de l établissement précoce? le profil métagénomique à 3,5 ans est-il prédictif de pathologies ultérieures? Merci Aux cliniciens néonatalogistes pour les inclusions, suivis. Aux infirmières et parents pour les prélèvements Aux institutions publiques (ANR) et privés (Nestlé) pour leur aide financière

ECUN, tardives Projet METAKID (demande de financement en cours) Étude métagénomique du microbiote intestinal à 3,5 ans le métagénome à 3,5 ans est-il le reflet de l

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