L'ingestion de microbes peut-elle aider à se maintenir en bonne santé ?

Les microbes dans l'alimentation pour maintenir la diversité

Dans le tube digestif, une multitude de microbes participent aux processus biochimiques fondamentaux à la physiologie de l'hôte. La composition de cette communauté microbienne dépend de nombreux facteurs, dont l'alimentation. Or les aliments ne contiennent pas que des nutriments ! Ils contiennent aussi des micro-organismes vivants. 

Certains atteignent les intestins, où ils peuvent interagir avec la flore intestinale résidente et en modifier l'équilibre. Une question importante se pose alors : peut-on optimiser l'apport microbien de manière à favoriser un microbiote intestinal sain pour l'hôte ?

Déterminer la dose optimale

La composition de la communauté microbienne intestinale est dynamique. Les microbes présents peuvent se multiplier, tandis que d'autres peuvent mourir sous l'action du système immunitaire ou sous l'effet de la compétition avec d'autres microbes. Elle est aussi influencée par un flux entrant (les microbes ingérés qui ont survécu à l'acidité de l'estomac) et un flux sortant (éliminés dans les selles). 

Pour modéliser ces phénomènes, les scientifiques utilisent un système d'équations dynamiques couplées, paramétrées grâce aux données de la littérature scientifique. À partir de ces équations, les scientifiques déterminent la diversité moyenne attendue en fonction des différents paramètres dynamiques (naissance, compétition, mort, flux entrant et sortant) et des caractéristiques alimentaires (nombres de microbes ingérés et composition microbienne).

Ces travaux, publiés dans la revue Communications Biology, révèlent plusieurs découvertes importantes :

• Le moment où l'on consomme les microbes importe peu : les prendre en une fois ou en plusieurs fois dans la journée revient au même. Ce qui compte surtout, c'est la quantité totale ingérée.
• Dès que le nombre de types de microbes dans le système dépasse une vingtaine, il existe quasiment toujours une stratégie d'alimentation qui permet de maximiser la diversité de la communauté dans l'hôte.
• Lorsque le nombre de types de microbes devient très important, la diversité maximale atteinte dans l'hôte correspond alors à celle de l'alimentation et la quantité de microbes ingérée se rapproche de la quantité de ceux qui sont éliminés.

Un premier pas vers une médecine personnalisée du microbiote

Ces résultats sont robustes à plusieurs variantes du modèle, et les ordres de grandeurs trouvés sont cohérents pour de petits animaux simples tels que la mouche drosophile ou le vers C. elegans. Pour l'applicabilité à l'humain, des extensions du modèle devront être considérées, afin de prendre en compte des interactions plus complexes entre les microbes et l'hôte. Cette recherche constitue une première étape vers le contrôle du microbiote intestinal par l'alimentation, à des fins thérapeutiques.