Asthme : le microbiote pulmonaire a le vent en poupe

Les poumons sont historiquement considérés comme un organe stérile, mais depuis quelques années, les données scientifiques prouvent qu’il existe un microbiote pulmonaire, formé à partir des voies respiratoires hautes et de la bouche. La plupart des études relatives à ce microbiote ont été conduites à partir d’approches génomiques. Et une équipe a réussi à cultiver 43 des 48 familles identifiées par ces dernières.

Par similitude avec le modèle intestinal, la présence d’un microbiote pose la question de son influence sur la physiopathologie pulmonaire. Plusieurs travaux font état d’une modification du microbiote des voies respiratoires chez les sujets asthmatiques. Chez la souris, la composition du microbiote a été décrite comme un facteur pouvant significativement contribuer à la tolérance immunitaire des allergènes acariens de poussière domestique. Une équipe française a souhaité évaluer la contribution des micro-organismes pulmonaires au développement de l’asthme et au maintien de l’inflammation chronique à partir d’un test de mise en contact avec les acariens.

Méthodologie

  • Le microbiote pulmonaire a été étudié chez la souris à partir d’homogénats de poumons. Deux types de souris ont été étudiées: des souris élevées dans des conditions normales et des souris axéniques, élevées dans des conditions stériles.

  • Des études histologiques ont été conduites à partir de coupes fines du tissu pulmonaire. Parallèlement, l’expression génique a été étudiée par PCR quantitative (RT-PCR). Enfin une cytométrie en flux et un dosage immuno-enzymatique ELISA a été conduit à partir des prélèvements.

Résultats

  • Une semaine après sensibilisation aux allergènes d’acariens, les souriceaux des deux groupes ont été exposé à ces allergènes plusieurs jours d’affilée. Les analyses effectuées ont mis en évidence une inflammation similaire et une structure pulmonaire identique dans les deux groupes. Les analyses d’expression génique montraient que le niveau d’expression de certains gènes de l’immunité innée était différent selon la population de souris étudiée. En revanche, il n’y avait pas de différence en matière de physiologie ou du nombre de cellules immunitaires (cellules dendritiques, lymphocytes B et T), sauf en ce qui concerne le taux de cellules présentes dans le lavage broncho-alvéolaire. Les souris axéniques semblaient présenter une pathologie respiratoire similaire à celle des souris normales en présence de l’allergène.

  • Les chercheurs ont voulu décrire les liens entre asthme et composition du microbiote durant la période néonatale. Pour cela, ils ont conduit des analyses après mise en culture des bactéries présentes dans les homogénats et les lavages broncho-alvéolaires. Plus de 20 souches ont été isolées parmi les Firmicutes (Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Listeria, Lactobacillus) et les Proteobacteries (Escherichia coli, Proteus mirabilis). Aucune bactérie n’a été identifiée durant les 3 premiers jours de vie des souris axéniques, au contraire de l’autre groupe de rongeurs. Les analyses conduites à partir de souriceaux d’âge croissant a permis de montrer la constitution progressive du microbiote en fonction du temps. Par ailleurs, l’exposition aux allergènes d’acariens semblait influencer la composition du microbiote chez le souriceau, avec notamment une représentation plus élevée des Staphylococcus qu’avant exposition.

  • Afin d’évaluer si les bactéries pulmonaires avaient une influence sur les caractéristiques de l’asthme, les chercheurs ont cultivé et caractérisé différentes souches bactériennes capables de moduler l’immunité de type Th1 ou Th2. À trois jours de vie, les souriceaux se voyaient exposés à l’une de ces souches. Le protocole de sensibilisation était ensuite réalisé. La souche modulant la réponse Th2 favorisait la production d’IgG1 et d’IgE en présence de l’aéro-allergène. Elle favorisait aussi l’infiltration par les éosinophiles. Enfin, l’épaisseur de l’épithélium bronchique, la prolifération des myofibroblastes et la production de mucus étaient augmentées. À l’inverse, la souche favorisant la réponse de type Th1 était associée à une inflammation, une infiltration par les éosinophiles et une épaisseur épithéliale moindre.

À retenir

Des différences d’expression génique de l’immunité innée existerait au niveau pulmonaire en fonction de la présence ou non d’un microbiote pulmonaire. Ce dernier serait capable de moduler les caractéristiques de l’asthme chez le souriceau. Les recherches doivent désormais être poursuivies afin d’ouvrir in fine de nouvelles approches de la maladie et de sa prise en charge.

Remot A et al. Bacteria isolated from lung modulate asthma susceptibility in mice. The ISME Journal. Advance online publication 3 January 2017; doi: 10.1038/ismej.2016.181.

Article paru sur Univardis du 20 Janvier 2017