Les effets des probiotiques sur l'immunité intestinale

Marie-Christiane MOREAU
INRA, Jouy-en-Josas

Parmi les multiples fonctions de l’intestin, celles qui concernent l’immunité sont très importantes pour notre santé. Elles ont comme objet de supprimer les réponses immunes envers les protéines alimentaires permettant une alimentation sans risque d’allergie ni d’hypersensibilités aux aliments, et d’élaborer des réponses immunes protectrices contre les micro-organismes pathogènes.
Ces fonctions sont fortement influencées par les bactéries intestinales, appartenant à la flore résidente ou fournies par certains aliments très riches en micro-organismes, les "probiotiques".

Focus

Certains aliments sont très riches en micro-organismes vivants, bactéries et levures : produits laitiers (yaourts, laits fermentés, fromages) mais aussi bières et vins. L’ingestion de ces bactéries vivantes ne présente pas de danger. Certaines études suggèrent qu’elle serait plutôt associée à des effets positifs sur l’immunité.

On sait depuis des siècles que les laits fermentés ont une action favorable sur la diarrhée.
Au début des années 1900, Metchnikoff, prix Nobel, attribua la longévité et la santé exceptionnelle des Bulgares à la présence, en grand nombre, de bactéries lactiques dans le yaourt.
Ces micro-organismes, qui pourraient agir favorablement sur notre santé, sont appelés "probiotiques" : "Micro-organismes vivants qui, ingérés en quantité convenable, ont des effets bénéfiques sur la santé de l'hôte en améliorant son équilibre microbien intestinal."

Actuellement, divers produits contenant des bactéries lactiques probiotiques ont été développés, notamment le yaourt et d’autres laits fermentés possédant une souche particulière de probiotique soit seule, soit associée avec les ferments lactiques du yaourt (encadré 1). Cette démarche ne concerne encore que les laits fermentés, les micro-organismes contenus dans les fromages n’ayant pas encore faits l’objet de tels développements.

FERMENTS LACTIQUES UTILISÉS POUR LA FABRICATION DES LAITS FERMENTÉS COMMERCIALISÉS

Ferments du yaourt : Lactobacillus bulgaricus + Streptococcus thermophilus. Autres ferments utilisés pour les laits fermentés : Lactobacillus casei Defensis Lactobacillus casei Shirota Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus johnsonii Diverses souches de Bifidobacterium...

Encadré 1

 

L’intestin, cet inconnu

L’intestin est le premier organe immunitaire de notre organisme : environ 60 % des cellules immunes de l’organisme sont présentes dans la muqueuse intestinale (figure 1).

L’INTESTIN, CET INCONNU !

Figure 1

L’intestin abrite également une microflore imposante, 100 000 milliards de bactéries, située essentiellement dans le colon, et répartie en groupes dominants (actifs) et sous-dominants selon un équilibre microbien globalement spécifique de chaque espèce animale et de chaque période de la vie.
Le système immunitaire associé à l’intestin a la particularité d’être en contact permanent avec les protéines alimentaires et celles des bactéries de notre flore intestinale sans déclencher de réponses immunes contre elles, empêchant ainsi les hypersensibilités alimentaires dont l’allergie et les réactions inflammatoires chroniques de l’intestin. Cette fonction importante, la "tolérance orale", permet de se nourrir et de tolérer la flore intestinale résidente.
Le système immunitaire associé à l’intestin doit également protéger l’hôte de la pénétration des bactéries résidentes dans le compartiment systémique (translocation) et de l’envahissement par des micro-organismes pathogènes, virus (rotavirus, poliovirus), bactéries (Salmonella, Listeria, Clostridium…) et parasites (toxoplasme) dont beaucoup sont responsables de diarrhées. Pour cela, il développe des réponses immunes protectrices, dont la synthèse d’anticorps portés par une classe d’immunoglobulines particulière, les IgA sécrétoires, adaptées à l’intestin et dont les rôles sont d’empêcher la translocation bactérienne, de neutraliser les toxines, d’inhiber la multiplication virale dans l’entérocyte, de bloquer l’adhésion des bactéries à la muqueuse...

Micro-organismes et immunité intestinale

Des études comparatives entre des souris sans germes, élevées dans des bulles stériles à l’abri de toute contamination bactérienne, et leurs homologues élevés classiquement en animalerie, ont montré l’influence qu’exerce la flore intestinale résidente sur la maturation et le développement du système immunitaire intestinal, donc sur ses fonctions.
Lorsque la flore résidente est perturbée (prise d’antibiotiques, maladie, alimentation, stress, laxatifs…), le fonctionnement du système immunitaire ne sera pas optimal.
Ainsi chez l'enfant, entre 0 et 2 ans, la flore intestinale, peu diversifiée, donc fragile, (une dizaine de souches bactériennes contre 300 à 400 chez l’adulte) est très facilement perturbée et déséquilibrée.
Or l’enfant doit acquérir, le plus rapidement possible, un système immunitaire intestinal fonctionnel afin de ne pas développer d’allergies alimentaires et de se défendre contre certains germes entéropathogènes auquel il est très sensible, comme les rotavirus.
L’ingestion de micro-organismes vivants présents dans l’aliment pourrait ainsi avoir des effets bénéfiques en palliant les insuffisances d’une flore intestinale résidente déséquilibrée. Contrairement aux bactéries résidentes, les probiotiques ne colonisent pas durablement le tube digestif, ils transitent seulement. Cependant, il a été démontré qu’ils peuvent exercer des effets sur l’hôte durant ce temps de transit, à certaines conditions : présence en grand nombre dans l’aliment (ingestion d’au moins 109), résistance à l’acidité gastrique et aux sels biliaires afin de survivre en nombre convenable dans le tube digestif, propriétés immunomodulatrices équivalentes à celles des bactéries intestinales résidentes…

Données cliniques chez l’homme

Les études cliniques les plus probantes concernent l’enfant chez qui des effets curatifs et préventifs des probiotiques ont été démontrés envers les diarrhées à rotavirus, avec mise en évidence d’une corrélation entre la diminution du temps de diarrhée et la stimulation de la synthèse des anticorps IgA antirotavirus (encadré 2).

PROBIOTIQUES ET IMMUNITÉ : ÉTUDES CLINIQUES CHEZ L’ENFANT

Diarrhées à rotavirus : études indépendantes avec plusieurs probiotiques Effet curatif : diminution du temps de diarrhée et de leur sévérité (L. rhamnosus GG, L. casei Shirota, L. casei Defensis, L. bulgaricus + S. thermophilus…) Effet préventif : diminution de la fréquence de diarrhée dans les populations à risques (S. thermophilus + B. bifidum, S. thermophilus + B. breve) Stimulation des IgA antirotavirus (L. rhamnosus GG) Allergies alimentaires : études sur un seul probiotique : L. rhamnosus GG Effets curatif et préventif sur l’eczéma atopique du nourrisson.

Encadré 2

 

Quant à l’allergie alimentaire, une étude finlandaise récente a montré, pour la première fois, un effet préventif de l’ingestion de la souche L. rhamnosus GG sur l’eczéma atopique de nourrissons issus de familles à risque. Dans un groupe de 134 mères allaitantes, la moitié a reçu 1010 L. rhamnosus par jour, un mois avant l’accouchement puis 6 mois après (mère ou bébé), et l’autre moitié un placebo. À deux ans, la fréquence de l’eczéma atopique était de 23 % chez les enfants traités contre 46 % dans le groupe placebo. Les mécanismes de cette protection ne sont pas encore connus.
Aux environs de deux ans, la composition de la flore intestinale de l’enfant est proche de celle de l’adulte. En même temps, les pathologies décrites ci-dessus disparaissent dans la majorité des cas.
Chez l'adulte, la démonstration des effets bénéfiques des probiotiques est beaucoup plus difficile à faire. On parle plus de "pistes à suivre" que de certitudes. Les études difficiles, onéreuses, utilisant des probiotiques différents, réalisées sur des cohortes d’individus souvent non comparables, aboutissent à des résultats parfois contradictoires.
Plusieurs études montrent un effet préventif notable de l’ingestion de différents probiotiques envers les diarrhées associées à la prise d’antibiotiques. L’intervention de l’immunité n’est pas certaine, cette protection pouvant aussi s’expliquer par les effets antagonistes des probiotiques envers les germes pathogènes opportunistes.
Pour la diarrhée du voyageur, dont l’origine est multiple, les tentatives de prévention par les probiotiques donnent des résultats contradictoires. Dans le traitement des candidoses vaginales, un effet bénéfique des probiotiques semble exister, sans que l’on en connaisse les mécanismes.
Des études chez l’animal montrent des effets préventif et curatif de diverses souches de bifidobactéries envers le cancer du colon mais la démonstration est encore floue chez l’homme.
Cependant, un effet protecteur envers la récidive du cancer superficiel de la vessie a été montré avec la souche L. casei Shirota. Les mécanismes impliqueraient un rôle inhibiteur des probiotiques sur la synthèse de métabolites carcinogènes par la flore intestinale résidente, l’intervention d’une stimulation de cellules immunes NK (à activité antitumorale) restant encore hypothétique. Enfin, dans le traitement de certaines maladies inflammatoires du tube digestif où l’on observe une réponse immune anormalement dirigée contre les bactéries de la flore intestinale, l’ingestion de probiotiques a donné des résultats contradictoires. Une récente étude encourageante, utilisant une association de huit souches de bactéries lactiques, a conduit à observer, dans le groupe traité, une augmentation de la durée de rémission de la poussée inflammatoire.
Bien qu’il ne s’agisse pas d’action directe sur le système immunitaire intestinal, plusieurs études rapportent un effet de différentes souches de probiotiques sur la stimulation de l’activité phagocytaire de populations de cellules immunes circulantes qui participent à l’immunité dite "innée". Cette forme d’immunité permet à l’organisme de se débarrasser très rapidement des germes opportunistes avant l’intervention plus tardive des réponses immunes spécifiques de l’immunité "acquise" (anticorps, réponses cellulaires).
De plus, les cellules phagocytaires jouent un rôle primordial dans l’immunité acquise : présentation de l’antigène, synthèse de molécules régulatrices des réponses immunes, les cytokines.
Leur activité est donc très importante pour un bon fonctionnement du système immunitaire.

Des effets à long terme ?

Le rôle des probiotiques dans la prévention à long terme de pathologies chez l’homme n’est pas connu. De même chez le sujet sain, peu d'études ont été publiées. Elles sont pourtant intéressantes. D’une part elles ne décrivent parfois aucun effet, ce qui conforte l’idée que l’action des probiotiques ne serait que d’optimiser les fonctions immunes lorsque cela n’a pas été réalisé par la flore bactérienne résidente, et non de les "surstimuler" inutilement.
D’autre part, elles ne s’intéressent pas à des pathologies mais aux cellules immunes concernées par les effets probiotiques, permettant d’avoir accès aux mécanismes en cause. Ainsi, la stimulation de la phagocytose, de la synthèse de cytokines, des IgA sécrétoires, de l’activité cytotoxique des cellules NK…, sont autant d’éléments permettant de comprendre comment les probiotiques peuvent exercer leurs pouvoirs immunomodulateurs.
Les études ne font que commencer chez les personnes âgées chez qui l’on constate souvent une modification de l’équilibre de la flore intestinale en même temps qu'un déclin des fonctions immunes.

Conclusion

Beaucoup de travaux sont encore nécessaires pour mieux comprendre comment et dans quelles conditions les probiotiques peuvent agir, en particulier pour le maintien de la santé chez l’homme sain. Leurs effets seront d'autant plus efficaces que la microflore intestinale, fragile ou perturbée, n'est pas, ou plus, capable d'exercer pleinement son action stimulante sur le système immunitaire. D’un point de vue fondamental, la connaissance du rôle immunomodulateur des bactéries de la flore intestinale résidente et des mécanismes impliqués est indispensable pour mieux comprendre l’effet des probiotiques. Elle va de pair avec celle des propriétés immunomodulatrices propres à chaque souche probiotique.
En effet, toutes les souches appartenant à un même genre bactérien n’ont pas le même pouvoir immunomodulateur. Il n’est guère probable qu’une seule souche puisse stimuler tous les aspects de la réponse immune ! Des applications plus ciblées pourraient être alors envisagées, en fonction de l’âge, du traitement d'une pathologie ou de sa prévention à long terme.

Marie-Christiane Moreau
INRA, Jouy-en-Josas

Bibliographie

- Fuller R. 1989. A review Probiotics in man and animals. J Appl. Bacteriol., 66, 365-378. - Moreau M.C and Gaboriau-Routhiau V. Influence of resident intestinal microflora on the development and functions of the intestinalassociated lymphoid tissue, in Probiotics, eds Fuller and Perdigon, Kluwer academic publishers; vol 3, 69-114 and in Microbiol. Ecology Health Dis. 2001. 13, 65-86. - Kalliomaki M., Salminen S., Arvilommi H., Kero P., Koskinen P. and Isolauri E. 2001. Probiotics in primary prevention of atopic disease : a randomised placebocontrolled trial. Lancet, 357, 1076-1079. - Marteau P.R. De Vrese M., Cellier C.J., and Schrezenmeir J. 2001. Protection from gastrointestinal diseases with the use of probiotics. Am. J. Clin. Nutr., 73 (Suppl) 430S-436S.