Améliorer sa santé respiratoire en agissant sur le microbiote intestinal dans le contexte de la COVID-19, comment ça marche ? 

De nombreuses données épidémiologiques et expérimentales ont permis ces dernières années de mieux comprendre les interactions entre le microbiote intestinal et notre santé respiratoire. Un terme couramment employé pour résumer cet intense sujet de recherche est celui d’« axe intestin-poumon ». 

Différentes études ont montré comment l’altération du microbiote intestinal en période périnatale, via l’antibiothérapie notamment, pouvait favoriser le développement de l’asthme pendant l’enfance1. À l’inverse, certaines bactéries intestinales présentes au jeune âge seraient bénéfiques, comme Bifidobacterium longum, qui a été associée à une plus faible incidence de l’asthme2. 

À l’âge adulte, les données épidémiologiques ont permis d’établir que les patients atteints d’une maladie intestinale chronique sont fréquemment atteints d’une dysfonction ou d’une inflammation pulmonaire. Et inversement, les patients atteints de maladies pulmonaires chroniques (asthme ou bronchopneumopathie chronique obstructive) sont plus à risque de développer une maladie intestinale chronique3. Ces observations ont permis de questionner le lien entre ces deux compartiments pourtant distaux et physiquement séparés par différentes membranes. 

Les modes de communication au sein de l’axe intestin-poumon sont complexes puisqu’ils impliquent des interactions entre les métabolites microbiens circulants par voie sanguine depuis le compartiment intestinal, comme les acides gras à chaîne courte (AGCC), le système immunitaire et le système neuroendocrine*4. Les AGCC sont par exemple capables d’influencer la capacité de réserve des défenses immunitaires présente dans la moelle osseuse mais également, en situation d’infection de mobiliser et renforcer localement les cellules immunitaires effectrices5, ou également de permettre la résolution de la phase inflammatoire en favorisant les réponses régulatrices. Des données récentes ont d’ailleurs montré que les patients sévèrement atteints de la COVID-19 présentaient une altération dans la production d’AGCC qui perdure après résolution de l’infection. Une stratégie thérapeutique visant la supplémentation en AGCC est actuellement en cours d’investigation6. 

De nombreux autres métabolites ou composants issus de l’activité de certaines espèces du microbiote intestinal7 ou de probiotiques* ont démontré des effets immuno-modulateurs favorables à l’hôte (vitamine A, polysaccharide A, B-glucan, LPS, deaminotyrosine, dérivés de la riboflavine etc.), et constituent aussi des pistes thérapeutiques préventives ou curatives contre la COVID-19 et ses complications. 

Une autre stratégie consiste à cibler le microbiome par la technique de transplantation fécale*. Cette approche, actuellement en cours d’essai(s) clinique(s), pourrait permettre de réduire le risque de progression de l’infection vers un stade critique d’hyper-inflammation*. 

Agir sur le microbiote intestinal pourrait également avoir un impact sur les microbiotes présents dans les voies respiratoires supérieures, microbiote nasopharyngé et microbiote pulmonaire. Ces microbiotes sont en première ligne pour faire face à l’infection, puisque situés au niveau des voies d’entrées et de réplication virale initiales. Les recherches ont montré des altérations majeures dans leur composition chez les patients sévèrement atteints, avec l’augmentation d’espèces pathogènes opportunistes participant à aggraver les problèmes respiratoires et inflammatoires8.

Enfin, l’action préventive et curative de prébiotiques*1 et ou d’une diète riche en fibres, éléments clefs pour notre « tonus microbien », sont également des stratégies envisagées faisant l’objet de nombreux essais cliniques. 

Tous ces travaux menés dans le contexte épidémique de ces deux dernières années ont fortement accéléré l’effort de recherche visant à mieux comprendre les stratégies thérapeutiques associées à notre santé microbienne. La difficulté restant de pouvoir prédire quelle stratégie sera la mieux adaptée pour chacun d’entre nous. 

Notes

*Système neuroendocrine : regroupe l’ensemble des structures capables de produire et de sécréter des hormones après réception d’un signal nerveux

*Probiotiques /prébiotiques : pour en savoir plus sur les stratégies probiotiques et prébiotiques voir le billet d’actualité : lien ici

*Transplantation fécale : pour en savoir plus sur la stratégie de transplantation fécale voir le billet d’actualité : lien ici

*Syndrome d’hyper-inflammation et COVID-19 : pour en savoir plus sur le lien entre microbiote intestinal et hyper-inflammation voir le billet d’actualité : lien ici

Sources

1. Metsälä, J. et al. Prenatal and post-natal exposure to antibiotics and risk of asthma in childhood. Clin Exp Allergy 45, 137–145 (2015).

2. Akay, H. K. et al. The relationship between bifidobacteria and allergic asthma and/or allergic dermatitis: a prospective study of 0-3 years-old children in Turkey. Anaerobe 28, 98–103 (2014).

3. Keely, S., Talley, N. J. & Hansbro, P. M. Pulmonary-intestinal cross-talk in mucosal inflammatory disease. Mucosal Immunol 5, 7–18 (2012).

4. Tulic, M. K., Piche, T. & Verhasselt, V. Lung-gut cross-talk: evidence, mechanisms and implications for the mucosal inflammatory diseases. Clin Exp Allergy 46, 519–528 (2016).

5. Trompette, A. et al. Gut microbiota metabolism of dietary fiber influences allergic airway disease and hematopoiesis. Nat Med 20, 159–166 (2014).

6. Zhang, F. et al. Prolonged Impairment of Short-Chain Fatty Acid and L-Isoleucine Biosynthesis in Gut Microbiome in Patients With COVID-19. Gastroenterology 162, 548-561.e4 (2022).

7. Krautkramer, K. A., Fan, J. & Bäckhed, F. Gut microbial metabolites as multi-kingdom intermediates. Nat Rev Microbiol 19, 77–94 (2021).

8. Nardelli, C. et al. Nasopharyngeal Microbiome Signature in COVID-19 Positive Patients: Can We Definitively Get a Role to Fusobacterium periodonticum? Front Cell Infect Microbiol 11, 625581 (2021).

Auteur

Emelyne Lecuyer

Emelyne Lecuyer

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