Microbiote humain

Le microbiote humain

Le microbiote humain représente l'ensemble des microorganismes présents sur les surfaces externes et internes du corps de l'hôte, ainsi que dans certaines sécrétions liquides (salive par exemple). On distingue le microbiote intestinal, le microbiote cutané, le microbiote vaginal, etc.

La diversité du microbiote humain

Représentation partielle de la diversité du microbiote humain. Toutes les parties de l'organisme en contact avec le milieu extérieur sont colonisées par des microorganismes.

Observation au microscope optique de bactéries du microbiote intestinal humain.

Observation au microscope électronique d'un acarien, d'un champignon et de bactéries du microbiote cutané humain.

Comment évaluer la diversité du microbiote

Mise en évidence de la diversité du microbiote humain par la métagénomique.

Identifier les bactéries du microbiote humain

Après coloration les bactéries du microbiote intestinal peuvent être observées au microscope optique.

Rendez vous sur la page du site Jeulin (cliquez ici)

A l'aide de l'identifiant et du mot de passe fournis allez sur mon compte puis sur IDOL (préparations microscopiques).

Ouvrez la photo des bactéries de l'intestin et agrandissez la pour observer les différentes bactéries (le curseur doit être dans la 2ème moitié).

Utilisez l'Outil Capture de Windows pour faire une capture de la zone.

Utilisez un logiciel de traitement d'images (paint par exemple) pour titrer et légender la photo en indiquant deux types de bactéries.

Sauvegardez votre travail sur votre ordinateur.

Quelques ordres de grandeur

A l'aide du document ci-dessous, calculez le nombre de bactéries présentes dans différents endroits du corps humain

Calculez la taille de Candida albicans un micro-organisme du microbiote cutané.

Téléchargez la photo ici.

Ouvrir le logiciel mesurim 2 (en ligne) et ouvrir la photo.

Utiliser l'échelle pour calculer la taille du micro-organisme dans sa grande longueur.

Noter votre résultat.

Aide à la résolution:

Fiche technique mesurim 2

La mise en place du microbiote

L'évolution du microbiote

Evolution du microbiote avec l'âge

L'impact de l'alimentation sur le microbiote.

Durant 8 semaines des chercheurs ont soumis deux groupes d’étudiants à un régime omnivore fournissant 10 ou 40g de fibres par jour. Les participants avaient précisé si, avant le test, leur alimentation était riche ou non en fibres.

Travail

A l'aide des documents présentés sur cette page, expliquez l'origine et l'évolution de la diversité du microbiote au cours du temps.

Etude du rôle du microbiote sur la digestion chez le rat.

On a comparé, lors d’une expérience, la prise alimentaire et les selles de rats dépourvus de microbiote (animaux axéniques), et celles de rats avec un microbiote normal (animaux témoins).

Le rôle du microbiote lors de la digestion.

Parmi les glucides des aliments d’origine végétale, seuls le lactose, le saccharose et en partie l’amidon, peuvent être décomposés

par nos enzymes digestives (une dizaine). Les autres glucides, comme la cellulose composant la paroi des cellules des plantes, sont

appelés << fibres >>. Ils sont digérés par les nombreuses enzymes (57000) produites par le microbiote. De la bouche à l’intestin, notre

microbiote est un acteur clé de la digestion. Les humains bénéficient donc des enzymes du microbiote et celui-ci bénéficie en retour

d’un habitat et d’une source de nourriture: un humain et son microbiote vivent en symbiose.

MICROBIOTE INTESTINAL ET AGENT PATHOGENE.

LE MICROBIOTE INTESTINAL LUTTE CONTRE LES MICRO-ORGANISMES PATHOGENES.

Les micro-organismes du microbiote sont la première barrière contre les micro-organismes pathogènes. Ils occupent le même milieu de vie et se nourrissent des mêmes substances, ils entrent donc en compétition avec les pathogènes.

Certaines bactéries du microbiote produisent des substances anti-inflammatoires qui combattent l'inflammation en réduisant notamment la

douleur et en activant les cellules de l'immunité.

En cas de déséquilibre du microbiote, le système immunitaire est complètement modifié.

L'EFFET DU MICROBIOTE SUR LE SYSTEME IMMUNITAIRE

La rate, les gangtions lymphatiques et les plaques de Peyer (situés dans l’intestin grêle) sont, chez la souris comme chez les humains, des structures impliquées dans l’immunité. Ils contiennent de nombreuses cellules immunitaires, dont des lymphocytes. Pour évaluer l'impact du microbiote sur ces structures, des chercheurs ont comptabilisé le nombre total de cellules qui les constitue et le nombre de lymphocytes qu’ils contiennent, chez des souris témoins et des souris dépourvues de microbiote, dites axéniques.

RELATION ENTRE MICROBIOTE ET OBESITE

UNE VIE SANS MICROBES?

MICROBIOTE ET SYSTEME NERVEUX

VERS UN TRAITEMENT DE L'OBESITE.

L'APPORT DES TRANSFERTS DE MICROBIOTE

TRAITEMENT DES PATHOLOGIES INTESTINALES PAR LE MICROBIOTE

La bactérie Clostridium difficile est responsable de colites entraînant des douleurs abdominales et des diarrhées qui peuvent être mortelles dans 5 % des cas.Près d'un demi—million de cas ont été diagnostiqués en 2017 aux Etats—Unis. Cette infection survient généralement après un traitement antibiotique, surtout en milieu hospitalier, ou chez des personnes qui ont un système immunitaire affaibli. 4 % de la population sont des porteurs sains de la bactérie, c'est-à-dire qu'ils présentent la bactérie sans symptômes associés.

RESULTATS DE DEUX ESSAIS DE TRAITEMENT DE MALADIES INFLAMMATOIRES CHRONIQUES DE L'INTESTIN.

LA TRANSPLANTATION DE MICROBIOTE FECAL ou TMF

La transplantation de microbiote fécal est une nouvelle méthode de traitement utilisées pour lutter contre les infections à Clostridium difficile, une bactérie pathogène qui peut être à l'origine de diarrhées sévères.

Principe de la TMF

Comparaison entre les résultats d'une transplantation fécale et la prise d'antibiotiques.

Des patients souffrant de diarrhées à Clostridium difficile ont été traités soit par transplantation de microbiote fécal soit par antibiotiques.

A L'AIDE D'UNE CARTE MENTALE , PRESENTEZ POUR CHAQUE EXEMPLE ABORDE (autisme, obésité, diarrhées, maladies inflammatoires chroniques de l'intestin) LE PRINCIPE DE TRAITEMENT ET UN EXEMPLE DE RESULTAT OBTENU.

Vous trouverez le logiciel carte mentale dans les applications de l'ENT.

LES BACTERIES DU MICROBIOTE ET LA MALADIE DE CROHN

La maladie de Crohn se traduit par une inflammation chronique de l'intestin. Les malades souffrent de douleurs abdominales, de diarrhées, de fièvre et perdent souvent du poids. Dans un cas sur deux, on est obligé d'opérer pour enlever la partie endommagée. Une bactérie du nom de Faecalibacterium prausnitzii, normalement abondante chez des sujets sains, est absente ou très peu abondante

dans l’intestin des malades. L'introduction de cette seule bactérie (voire de liquide récupéré de leur milieu de culture), chez des souris modèles souffrant d’une maladie comparable 3 la maladie de Crohn

réduit l’inflammation.

MICROBIOTE ET SALMONELLOSE

Document 1 : Une famille de bactéries responsable des salmonelloses (source institut pasteur)

Les salmonelloses sont des maladies provoquées par des entérobactéries du genre Salmonella. La plupart des Salmonella sont hébergées dans l'intestin des animaux vertébrés et sont le plus souvent transmises à l'homme par le biais d'aliments contaminés. En pathologie humaine, les salmonelloses comprennent deux principaux types d'affections : gastro-entérites et fièvres typhoïde et paratyphoïdes. Les personnes les plus fragiles peuvent succomber à ces infections.

De nombreuses études ont été menées pour comprendre les mécanismes de contamination et de résistance à ces entérobactéries.

Figure 1Des salmonelles Salmonella thyphimurium, observées au microscope électronique. La barre d'échelle indique 200 nms : chaque bactérie mesure donc environ 2 µm.

Document 2 : Le microbiote intestinal : Une piste sérieuse pour comprendre l’origine de nombreuses maladies (source Inserm)

Notre tube digestif abrite pas moins de 1012 à 1014 micro-organismes, soit 2 à 10 fois plus que le nombre de cellules qui constituent notre corps. Cet ensemble de bactéries, virus, parasites et champignons non pathogènes constitue notre microbiote intestinal (ou flore intestinale).

Son rôle est de mieux en mieux connu et les chercheurs tentent aujourd’hui de comprendre les liens entre les déséquilibres du microbiote et certaines pathologies, en particulier les maladies auto-immunes et inflammatoires.

Document 3 : Infection par Salmonella sp avant et après un traitement antibiotique

ACTIVITE : Après avoir formulé une hypothèse liant le microbiote et la résistance aux salmonelles, utiliser le modèle numérique pour mettre en évidence les relations existantes entre ces micro-organismes.

Aide à la résolution:

voir la vidéo dans la page "microbiote un partenaire clé pour notre santé"

Télécharger le modèle:

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/index.htm?modele=microbiote2bact

Vidéo de présentation du modèle :

• Lancer l’animation de la modélisation.
• Noter les résultats de cette manipulation témoin.
• Réinitialiser l’animation (flèche circulaire à gauche de l’écran).
• Pour tester votre ou vos hypothèses, modifier le modèle à l'aide des menus figurant dans l'encadré rouge à droite.

• Lancer à nouveau l’animation de la modélisation.
• Noter les résultats et conclure.
• Reproduire ces modélisations autant de fois que nécessaire pour tester l’ensemble des hypothèses formulées.

Lexique:

Phagocyte: cellule immunitaire capable d'ingérer un agent pathogène, des débris cellulaires, des molécules et de les détruire par digestion.

Nutriment: substance alimentaire directement assimilable par l'organisme.

Présenter l'ensemble de votre travail (de l'hypothèse jusqu'à l'exploitation des données fournies par le modèle) sur une feuille de traitement de textes que vous déposerez dans le parcours éléa.