Comment le Microbiote et le Système Immunitaire Interagissent pour Maintenir un Bon État de Santé

Le microbiote et le système immunitaire dépendent fortement l’un de l’autre pour maintenir un « état d’équilibre ». Ils travaillent en symbiose pour identifier les micro-organismes qui peuvent vivre en sécurité dans notre corps en reconnaissant les microbes “amis”, par opposition aux microbes dangereux (les pathogènes).

(English translation further below!)

Bonjour à tous,

Suite à la newsletter du mois dernier dans laquelle nous avons découvert comment un chercheur avait déterminé qu’il y avait bien un lien entre le système immunitaire et le microbiote, nous allons nous attarder dans cette newsletter sur les interactions entre ces deux mécanismes de notre corps. Nous allons passer en revue comment ils jouent, ensemble, un important rôle dans notre maintien en bonne santé.

Introduction au Microbiote et au Système Immunitaire

Pour rappel, le microbiote désigne la communauté de milliers de milliards de micro-organismes qui vivent sur l’ensemble de notre corps, et en particulier dans notre système digestif, ou intestin. Ces microbes aident notre corps à digérer les aliments, à produire des vitamines essentielles, et à combattre les microbes responsables de maladies et infections (aussi appelés agents pathogènes). La diversité du microbiote — c’est-à-dire la variété et l’abondance des différents types de microorganismes — joue un rôle important dans le maintien de notre bonne santé. L’alimentation, l’âge, l’environnement, ainsi que d’autres facteurs peuvent avoir un impact sur la composition et l’évolution de notre microbiote.

Le système immunitaire est le mécanisme de défense naturel de notre corps. Il est composé de cellules, de protéines et d’organes qui travaillent ensemble pour identifier et répondre aux envahisseurs dangereux comme les virus, les bactéries, et les toxines. Le système immunitaire comprend deux principales composantes :

  1. L’Immunité Innée : Elle constitue la première ligne de défense du corps et fournit une réponse rapide et générale aux agents pathogènes. Elle inclut des barrières physiques (comme la peau et la paroi intestinale) ainsi que des cellules immunitaires qui attaquent immédiatement les envahisseurs.
  1. L’Immunité Adaptative : C’est la composante la plus complexe du système immunitaire, qui crée une “mémoire” des agents pathogènes déjà rencontrés, lui permettant de réagir plus rapidement et plus efficacement aux menaces récurrentes. En effet, le système immunitaire adaptatif assure une réponse ciblée et durable contre des agents pathogènes spécifiques à l’aide de lymphocytes T et de lymphocytes B. Les lymphocytes T attaquent les agents pathogènes directement, tandis que les lymphocytes B produisent des anticorps (des protéines) qui eux ciblent spécifiquement les envahisseurs.

Les cellules dendritiques, qui font également partie du système immunitaire, agissent comme des “messagers” entre l’immunité innée et adaptative. Elles détectent les agents pathogènes et présentent leurs protéines aux autres cellules immunitaires, facilitant ainsi la reconnaissance et la réponse du système immunitaire à ces envahisseurs.

La Relation d’Interdépendance Entre le Microbiote et le Système Immunitaire

L’Le microbiote et le système immunitaire dépendent fortement l’un de l’autre pour maintenir un « état d’équilibre ». Ils travaillent en symbiose pour identifier les micro-organismes qui peuvent vivre en sécurité dans notre corps en reconnaissant les microbes “amis”, par opposition aux microbes dangereux (les pathogènes). Cette interaction permet aux micro-organismes bénéfiques de coexister dans le microbiote et évite que le système immunitaire ne réagisse de manière excessive et attaque ces microbes bénéfiques. En retour, le microbiote joue un rôle important dans le renforcement des fonctions immunitaires – plus de détails dans le paragraphe suivant.

Comment le Microbiote Influence l’Immunité : Décomposition des Mécanismes

Le microbiote influence toutes les parties du système immunitaire : l’immunité innée, l’immunité adaptative et les cellules dendritiques, par divers mécanismes. Voici comment :

  1. Le Rôle du Microbiote dans l’Immunité Innée :
  • Acides Gras à Chaîne Courte (AGCC) : Certaines bactéries intestinales produisent des AGCC — de petites molécules libérées lorsque les fibres alimentaires sont décomposées dans l’intestin (via la digestion). Les AGCC (comme l’acétate, le butyrate et le propionate, pour ceux qui souhaitent approfondir le sujet) jouent un rôle essentiel dans le maintien de la barrière épithéliale intestinale, qui est une paroi de cellules protégeant notre intestin. Une barrière intestinale forte empêche les microbes dangereux de pénétrer dans la circulation sanguine et de déclencher une inflammation. Décomposer des fibres en AGCC est donc primordial.
  1. Le Rôle du Microbiote dans l’Immunité Adaptative
  • Lymphocytes T Régulatrices (Tregs) : Certains micro-organismes de l’intestin produisent des antigènes (toute molécule ou substance que le système immunitaire reconnaît comme étranger) qui stimulent le système immunitaire. Par exemple, le bacteroides fragilis, une bactérie intestinale commune, produit un antigène appelé Polysaccharide A (PSA). Le PSA est un antigène bénéfique qui stimule les lymphocytes T pour qu’elles deviennent des lymphocytes T régulatrices, ou Tregs. Les Tregs aident à prévenir une réaction excessive du système immunitaire contre des substances inoffensives ou les propres tissus du corps, un processus crucial appelé tolérance immunitaire. La tolérance immunitaire prévient les affections où le corps s’attaque lui-même, comme cela peut se produire dans les maladies auto-immunes.
  • Lymphocytes B et Immunoglobuline A (IgA) : De la même manière, certains microbes intestinaux bénéfiques stimulent les lymphocytes B pour qu’elles produisent l’IgA. L’IgA est un anticorps qui se lie aux agents pathogènes, les empêchant ainsi de rentrer dans la circulation sanguine. Ainsi, un microbiote équilibré contribue à augmenter la production d’IgA, qui à son tour protège le corps des infections.
  1. Le Rôle du Microbiote dans les Cellules Dendritiques
  • Ici aussi, le microbiote influence les cellules dendritiques par le biais d’acides gras à chaîne courte (AGCC) qui sont produits lors de la digestion des fibres. En effet, certains AGCC aident à “calmer” les cellules dendritiques, les empêchant de déclencher une inflammation contre les organismes sains (ce qui maintient l’équilibre dont nous avons parlé dans la section précédente). Ceci étant dit, le mécanisme de reconnaissance du microbiote d’un individu par son système immunitaire n’est toujours pas entièrement bien compris. 1

Comment un Microbiote Déséquilibré Affecte la Santé

D’un autre côté, si le microbiote est, ou devient, déséquilibré (un problème appelé une dysbiose), cela peut entraîner des déficiences immunitaires et donc des problèmes de santé. Voici quelques troubles de santé liés à la dysbiose. Cette liste n’est évidemment pas exhaustive. Voir les notes 2, 3 et 4 pour les articles scientifiques.

  1. Maladies Auto-Immunes : Les maladies auto-immunes, comme la polyarthrite rhumatoïde et le diabète de type 1, surviennent lorsque le système immunitaire attaque par erreur les propres tissus du corps. La dysbiose peut provoquer une réponse immunitaire hyperactive, contribuant à ces maladies.
  1. Allergies et Asthme : Une exposition limitée aux microbes divers, en particulier dans l’enfance, peut entraîner une intolérance immunitaire, conduisant à des affections où le système immunitaire réagit de manière excessive à des substances inoffensives (comme le pollen dans le cas des allergies).
  1. Cancer : Certains déséquilibres microbiens peuvent créer un environnement inflammatoire chronique, augmentant le risque de cancer. L’inflammation peut endommager l’ADN des cellules, les rendant plus susceptibles de subir des modifications cancéreuses, en particulier dans des organes comme le côlon. Des études sont en cours pour comprendre plus exactement les liens causes à effets.
  1. Infections : Un microbiote sain aide à repousser les infections en étant plus « compétitifs » que les agents pathogènes. Lorsqu’une dysbiose se produit, les microbes nuisibles peuvent cependant prendre l’avantage, augmentant ainsi le risque d’infection.

Le Rôle de la Nutrition dans la Modulation du Microbiote et de l’Immunité

La nutrition est un facteur clé dans le façonnage du microbiote et donc, par extension, dans la réponse immunitaire. Un régime riche en fibres, antioxydants et autres nutriments soutient les microbes bénéfiques et favorise une réponse immunitaire équilibrée, tandis qu’une alimentation pauvre en fibres et riche en aliments transformés peut entraîner une dysbiose. Nous mettrons en avant quelques aliments clés ci-dessous, mais une future newsletter abordera plus en détail les régimes préférés des experts du domaine.

  1. Fibres : Les fibres sont des glucides présents dans les fruits, les légumes, les grains entiers et les légumineuses que notre corps ne peut pas digérer. Elles sont décomposées par les bactéries intestinales, qui produisent des AGCC. Comme expliqué précédemment, ces AGCC aident à maintenir la paroi intestinale, à soutenir un microbiote sain, et donc à réduire les inflammations.
  1. Polyphénols et Antioxydants : Ce sont des composés présents dans les aliments d’origine végétale aux propriétés antioxydantes, ce qui signifie qu’ils réduisent les dommages cellulaires causés par des molécules instables appelées radicaux libres. Les bactéries intestinales peuvent décomposer les polyphénols en composés actifs qui réduisent les inflammations et soutiennent la santé immunitaire.
  1. Vitamines et Minéraux : Des nutriments comme la vitamine D, le zinc et la vitamine A jouent des rôles essentiels dans le fonctionnement des cellules immunitaires et l’équilibre microbien. Une carence en ces nutriments peut affaiblir à la fois le microbiote et le système immunitaire. Par exemple, la vitamine A stimule la production d’Immunoglobuline A (IgA) – qui protège des infections, comme vu précédemment.

Perspectives : Thérapies Ciblées sur le Microbiote pour la Santé Immunitaire

La compréhension croissante de la relation microbiote-immunité ouvre des perspectives passionnantes pour le développement de thérapies ciblées visant à restaurer l’équilibre et à renforcer la santé immunitaire :

  • Probiotiques et Prébiotiques : Les probiotiques sont des bactéries bénéfiques que l’on peut prendre en supplément alimentaire, tandis que les prébiotiques sont les fibres qui nourrissent ces bactéries. Les deux peuvent aider à rétablir l’équilibre microbien et à améliorer l’immunité, s’ils sont utilisés correctement. Étant donné que le microbiote est unique à chaque individu, il est probable que la meilleure approche soit d’utiliser des probiotiques et prébiotiques personnalisés.
  • Transplantation de Microbiote Fécal (TMF) : La TMF consiste à transplanter des selles d’un donneur sain dans l’intestin d’un patient pour repeupler son microbiote avec des microbes bénéfiques. Ce traitement s’est révélé prometteur pour traiter certaines infections et pourrait avoir un potentiel pour certains troubles immunitaires.

Interventions Alimentaires : Des approches diététiques personnalisées pourraient aussi être développées pour soutenir les populations microbiennes bénéfiques et réduire les inflammations, offrant un soutien naturel pour la santé immunitaire.

Conclusion

La relation fusionnelle entre le microbiote et le système immunitaire est essentielle pour la santé. En effet, un microbiote équilibré soutient la tolérance immunitaire, contrôle l’inflammation et protège contre les infections. De son côté, un système immunitaire sain encourage les microbes bénéfiques et maintient les agents pathogènes à distance. Par le biais de l’alimentation, du mode de vie et, potentiellement, de thérapies axées sur le microbiote, nous pouvons contribuer à soutenir ce partenariat essentiel et préserver notre santé.

J’espère que cet article un peu plus technique vous a plu. Nous continuerons à écrire sur les avancées dans ce domaine et nous passerons en revue les recommandations diététiques dans une prochaine newsletter. À très bientôt !

Robin – The Microbiome Project

N’hésitez pas à nous écrire pour toutes questions ou suggestions.

robin@themicrobiomeproject.org

Je rappelle aussi toujours ici que tout ce qui se trouve dans nos newsletters est issu de ma compréhension et de mon analyse et n’est en rien un avis médical.

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How the Microbiome and Immune System Work Together for Health

Hello everyone,

Following last month’s newsletter, where we explored how a researcher established the connection between the immune system and the microbiome, this edition will focus on the interactions between these two mechanisms within our bodies. We’ll review how they work together to play a crucial role in keeping us healthy.

Introduction to the Microbiome and the Immune System

As a reminder, the microbiome refers to the community of trillions of tiny organisms that live all over our body, especially in our digestive system, or gut. These microbes help our body digest food, make essential vitamins, and fight off disease-causing microbes (or pathogens). The microbiome’s diversity—meaning the variety and abundance of different types of microbes—plays a significant role in maintaining good health. Changes in diet, age, environment, and other factors can all alter the microbiome’s composition.

The immune system is our body’s natural defence mechanism, made up of cells, proteins, and organs that work together to identify and respond to harmful invaders like viruses, bacteria, and toxins. The immune system has two primary components:

  1. The Innate Immunity: This is the body’s first line of defence and provides a quick, general response to pathogens. It includes physical barriers (like the skin and the lining of the gut) as well as immune cells that attack invaders right away.
  1. The Adaptive Immunity: This is a more complex part of the immune system that creates a “memory” of specific pathogens it has encountered before, allowing it to respond faster and more effectively to repeat threats. Indeed, the adaptive immune system provides a targeted, longer-lasting response to specific pathogens using T cells and B cells. T cells attack pathogens directly, while B cells make antibodies, which are proteins that specifically target invaders.

Part of the immune system too, the Dendritic Cells are immune cells that act as “messengers” between the innate and adaptive immune systems. Dendritic cells detect pathogens and display their proteins to other immune cells, which helps the immune system recognize and respond to these invaders.

The Interdependent Relationship Between the Microbiome and the Immune System

The microbiome and immune system depend heavily on each other to maintain a balanced state. The immune system and microbiome work in symbiosis to identify which microorganisms can safely live in our body by recognizing “friendly” microbes versus harmful ones. This enables the healthy microorganisms to live in the microbiome and prevents the immune system from overreacting and attacking beneficial microbes. In return, the microbiome plays a major role in boosting the immune function – see how in the next paragraph.

How the Microbiome Influences Immunity: Breaking Down the Mechanisms

The microbiome affects all the parts of the immune system: the innate and adaptive immunity as well as the dendritic cells, through various mechanisms. Here’s how:

The microbiome affects all the parts of the immune system: the innate and adaptive immunity as well as the dendritic cells, through various mechanisms. Here’s how:

1. The Microbiome’s Role in Innate Immunity:

  • Short-Chain Fatty Acids (SCFAs): Some gut bacteria produce SCFAs—small molecules released when fibers in our diet is broken down in the gut (via the digestion). SCFAs (like acetate, butyrate, and propionate, for those that want to research further) play an essential role in maintaining the gut epithelial barrier, which is the lining of cells that forms a protective wall in our intestines. A strong gut barrier is essential as it will stop harmful microbes from entering the bloodstream and triggering inflammation. This emphasizes that breaking down fibers is essential for good health.

2. The Microbiome’s Role in Adaptive Immunity

  • Regulatory T Cells (Tregs): Some microorganisms in the gut produce antigens (any molecule or substance that the immune system can recognize as foreign) that boost the immune system. For example, Bacteroides Fragilis, a common gut bacteria produces an antigen called polysaccharide A (PSA). PSA is a beneficial antigen that stimulates T cells to become Regulatory T cells, or Tregs. These Tregs help prevent the immune system from reacting too aggressively to harmless substances or the body’s own tissues, a crucial process called immune tolerance. Immune tolerance prevents conditions where the body mistakenly attacks itself, as seen in autoimmune diseases.
  • B Cells and Immunoglobulin A (IgA): Similar to above, some beneficial gut microbes stimulate B cells to produce IgA. IgA is an antibody that binds itself to pathogens and prevents them from entering the bloodstream. So here again, a balanced microbiome will help boost the production of IgA, that in turn will protect the body from infections.

3. The Microbiome’s Role in Dendritic Cells

  • Here too the microbiome influences the Dendritic Cells through Short-Chain Fatty Acids (SCFAs), which are created through the digestion of fibers. Indeed, certain SCFAs help “calm” dendritic cells, preventing them from triggering inflammation unless it’s really necessary. The mechanisms that underlie the recognition of resident microbiota are however not yet fully understood.1

How an Imbalanced Microbiome Affects Health

On the other hand, if the microbiome is or becomes imbalanced, a condition called dysbiosis, it can lead to immune deficiencies and therefore health issues. Below are some conditions linked to dysbiosis. Obviously, these are not exhaustive. See notes 2, 3 and 4 for scientific articles.

  1. Autoimmune Diseases. Autoimmune diseases, like rheumatoid arthritis and type 1 diabetes, occur when the immune system mistakenly attacks the body’s own tissues. Dysbiosis may cause an overactive immune response, as seen above, contributing to these conditions.
  1. Allergies and Asthma. Limited exposure to diverse microbes, especially in childhood, may result in immune intolerance, leading to conditions where the immune system overreacts to harmless substances (like pollen in allergies).
  1. Cancer. Certain microbial imbalances can create a long-term inflammatory environment, increasing the risk of cancer. Inflammation can damage DNA in cells, making them more susceptible to cancerous changes, especially in organs like the colon. The exact triggering is still being researched.
  1. Infections. A healthy microbiome helps fend off infections by outcompeting harmful pathogens. When dysbiosis occurs, harmful microbes can gain a foothold, increasing the risk of infection.

The Role of Nutrition in Modulating the Microbiome and Immunity

Nutrition is a crucial factor in shaping the microbiome and, by extension, the immune response. A diet rich in fiber, antioxidants, and other nutrients supports beneficial microbes and promotes a balanced immune response, while a diet low in fiber and high in processed foods can lead to dysbiosis. We will highlight below some key aliments, but a future newsletter will dive in more details on what diets are preferred by experts in the field.

  1. Fiber: Fiber is a type of carbohydrate found in fruits, vegetables, whole grains, and legumes that cannot be digested by our body. Instead, it is broken down by gut bacteria, which produce SCFAs. As explained above, these SCFAs help maintain the gut lining, reduce inflammation, and support a healthy microbiome.
  1. Polyphenols and Antioxidants: These are compounds in plant-based foods that have antioxidant properties, meaning they reduce cell damage caused by unstable molecules known as free radicals. Gut bacteria can break down polyphenols into active compounds that reduce inflammation and support immune health.
  1. Vitamins and Minerals: Nutrients like vitamin D, zinc, and vitamin A play essential roles in immune cell function and microbial balance. Deficiencies in these nutrients can weaken both the microbiome and the immune system. For example, Vitamin A amplifies production of Immunoglobulin A (IgA).

Looking Forward: Microbiome-Targeted Therapies for Immune Health

The growing understanding of the microbiome-immune relationship opens up exciting possibilities for targeted therapies to restore balance and support immune health:

  • Probiotics and Prebiotics: Probiotics are beneficial bacteria that can be taken as supplements, while prebiotics are the fibers that feed these bacteria. Both can help restore microbial balance and improve immunity, if used correctly. Given the uniqueness of microbiomes in different people, it is likely that the best approach will be to use personalised probiotics and prebiotics.
  • Fecal Microbiota Transplantation (FMT): FMT involves transplanting stool from a healthy donor into the gut of a patient to repopulate their microbiome with beneficial microbes. This treatment has shown promise in treating some infections and may have potential for certain immune disorders.
  • Dietary Interventions: Personalised dietary approaches could be developed to support beneficial microbial populations and reduce inflammation, offering natural support for immune health.

Conclusion

The connection between the microbiome and immune system is essential for health, with each system depending on the other to function properly. A balanced microbiome supports immune tolerance, controls inflammation, and protects against harmful infections. Meanwhile, a healthy immune system encourages beneficial microbes and keeps pathogens at bay. Through diet, lifestyle, and potentially microbiome-focused therapies, we can help support this important partnership and safeguard our health.

We will continue to write about breakthroughs in this field and we will screen diet recommendations in one of our future newsletters. Speak soon! 👀

I hope you enjoyed it and see you soon for the next edition!

Robin – The Microbiome Project

Feel free to write to us with any questions or suggestions.

robin@themicrobiomeproject.org

I also always remind you here that everything in our newsletters is based on my understanding and analysis and is in no way medical advice.

Scientific Articles

1 Christoffer B. Lambring, Sohail Siraj, Krishna Patel, Umesh T. Sankpal, Stephen Mathew, Riyaz Basha. Impact of the Microbiome on the Immune System. 2019; [PubMed: 32422014]

2 Whisner CM, Athena Aktipis C. The role of the microbiome in cancer initiation and progression: how microbes and cancer cells utilize excess energy and promote one another’s growth. Curr Nutr Rep. 2019;8(1):42–51. [PubMed: 30758778]

3 DeGruttola AK, Low D, Mizoguchi A, Mizoguchi E. Current understanding of dysbiosis in disease in human and animal models. Inflamm Bowel Dis. 2016;22(5):1137–50. [PubMed: 27070911]

4 Kostic AD, Gevers D, Siljander H, Vatanen T, Hyötyläinen T, Hämäläinen A-M, Peet A, Tillmann V, Pöhö P, Mattila I, Lähdesmäki H, Franzosa EA, Vaarala O, de Goffau M, Harmsen H, Ilonen J, Virtanen SM, Clish CB, Orešič M, Huttenhower C, Knip M, Group DS, Xavier RJ. The dynamics of the human infant gut microbiome in development and in progression toward type 1 diabetes. Cell Host Microbe. 2015;17(2):260–73. [PubMed: 25662751]