Le microbiote fécal La transplantation du microbiote fécal Laurent Alric CHU Purpan
Approche moléculaire
Microbiome ensemble des génomes des bactéries de l’écosystème étudié Analyse par métagénomique
Transcriptomique Métabolomique Protéomique
Vocabulaire Microbiote ensemble des micro-organismes vivant dans un écosystème spécifique Microbiote environnemental (océan, sol, boues d’épuration…) Microbiote humain : intestinal, cutané, vaginal… Espèces cultivables
Metagénomique
4
Léonard de Vinci (1492) Les flores commensales : de l’ordre de 1014 bactéries pour 1012 cellules 2 kg de bactéries, plus de 500 espèces différentes Flore cutanée
Flore respiratoire Flore génitale Flore digestive
Microbiote
Tabac
Influence des facteurs Environnementaux Antibiotiques
Alimentation
Médicaments
Infections
Accouchement
Age
échantillons Métatranscriptomique
Métagenomique
Protéomique
Métabolomique
ADN
ARNs
Protéines
métabolites
Shot-gun sequencing
Analyse du microbiome
Actinobacteria Bacteroidetes
Firmicutes
Trois phyla (divisions) majeurs
Li et al 2008 (n = 5, ~7000 seq) Eckburg et al 2006 (n = 3, ~2500 seq) Manichanh et al 2006 (n = 6, ~500 seq) Gill et al 2006 (n = 2, ~2000 seq)
Populations bactériennes
10
0
95
90
S1
S2
S5
S4
S3
% similarité
Stabilité sur 2 ans
The dominant human faecal microbiota is stable
Relative stabilité
chez un même individu
Seksik et al. Gut 2003
Profil chez un même individu
Species diversity profiling of the dominant fecal microbiota of adults
Zoetendahl et al. 1998 Seksik et al. 2003 Vanhoutte et al. 2004
The faecal microbiota of adults is specific of individuals
14 adultes sains
Chaque individu est différent mais stable
40
50
60
70
80
90
100
110
0 1 2 3 4 …. 30 …. 60
Time (days)
sim
ila
rit
y %
***
Effet de l’erythromycine sur diversité d’espèces dominantes De la Cochetiere et al. JCM 2005
La microflore fécale est résiliente
Ery. 500mg/day for 4 days
Phénotype obèse
Dysbiose
ob/ob
Transfert
microbiote
Sauvage
Sauvage
Microbiote confère le phénotype
Exemple de l’obésité
Transplantation fécale dans le cadre du soins Infection à Clostridium difficile récidivante
• • • •
Infection fréquente Plusieurs milliers de cas par an en France Incidence en augmentation Traitement antibiotique peu efficace dans les formes récidivantes
Transplantation fécale dans le cadre du soins
Van Nood et al. NEJoM 2013
Etude arrêtée
après analyse
intermédiaire
Infection à Clostridium difficile récidivante
Méthodologie
• • • • •
50-150 g de selles Dilution et Homogénéisation dans NaCl 0.9% Filtration Volume final : 200-500 ml Congélation Administration : – Sonde naso-duodénale
– Coloscopie
– Lavement
Activité Multi-disciplinaire transversale
- Gastroentérologues - Infectiologues - Réanimateurs - Autres (diabéto, internistes …) - Pharmaciens - Bactériologistes - Microbiologistes
Groupe de travail et RCP actuelle:
Laurent ALRIC (Digestif),Pierre DELOBEL (Service Maladies Infectieuses), Véronique DUHALDE (Pharmacie) Eric OSWALD
(Bactériologie) Hélène GUET-REVILLET (Bactériologie) Arnaud MARI (Réanimation)
Résultats:
Réalisation de 4 TMF au CHU de Toulouse
Déplacement sur les sites de L Alric et V Duhalde:
- Un patient à l’IUCT: par coloscopie
- Un patient à l’UTO: par sonde naso-jéjunale
- Deux patients dans le Service: par coloscopie
Bonne tolérance et bons résultats
- Fédérer les différents laboratoires de biologie qui feront les examens - Identifier des donneurs et qui paiera la biologie nécessaire au don ? - Selles congelées du donneur plus facile à utiliser (JAMA 2016) - Quel sera le circuit du donneur ? Dans quel récipient le don de selles ? Comment et où seront préparées les dons ? Comment se fera l’archivage d’un aliquot après don (congélateur -80) ? - Comment se fera la distribution en cas de demande de transplantation de microbiote pour un patient donné ? - Faire reconnaitre la RCP ouverte et multi-disciplinaire qui validera les indications
Les difficultés:
Protection
Fonctions immunes Role en pathologie - MICI
- SII - Cancer colorecal - NASH - Diabète, obésité - Arthrite …..
Les perspectives Fonction Barrière
Métabolisme Transplantation fécale: stratégie thérapeutique attractive
Transplantation fécale dans les MICI
• Une méta-analyse récente – 9 études de cohorte – 8 séries de cas
– 1 étude contrôlée publiée comme résumé
• 122 patients avec MICI
• Critères de jugement et méthodes hétérogènes
• Pas d’effet secondaire sérieux rapporté
Taux global de rémission = 45%
Colman et al. JCC 2015
M. Crohn
88 OTU 54 OTU
Sujets sains
Réduction de la biodiversité de la flore fécale
des M.de Crohn, au dépend des Firmicutes
Manichanh C et al. Gut 2006
R2Ycum=0,719
- 3
- 2
- 1
0
1
2
3
- 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5 6
t[2
]=0
,08
5
R2Ycum=0,772
- 4 - 3
- 2 - 1
0
1 2
3 4
- 5 - 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5
t[2
]=0
,07
9
Sokol et al. Inflamm Bowel Dis 2009
Morgan, Tickle, Sokol et al. Genome Biology 2012
Active IBD
Healthy subjects IBD in remission
Design Suboptimal : -Faible volume
-Pas de préparation colique -Selles congelée
-Pas de cryopreservant -Stockage à -20°C
Moayyedi et al. Gastroenterology 2015
Administration duodenale (x2) Rossen et al. Gastroenterology 2015
Rémission à 7 semaines
Essais randomisés contrôlés dans la RCH Lavement de 50ml vs eau : 1 x/ semaine pendant 6 semaines
Pas de différence significative
n=70
Pas d’essais randomisé contrôlé dans la maladie de Crohn Etude prospective pilote
Cui et al. J Gastro Hepatol 2013
- Maladie de Crohn réfractaire (n=30) , HBI ≥ 7 - TMF par voie haute (frais ou congelé)
Réponse clinique : 86.7% à 1 mois Rémission clinique (HBI ≤ 4): 76.7% à 1 mois Globalement bien toléré
-5
30 25 20 15 10 5 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-9 enfant entre 12 et 19 ans -Maladie de Crohn réfractaire (PCDAI : 10–29) -TMF par sonde nasogastrique PCDAI
Remission 7/9 5/9 5/9
Suskin et al. IBD 2015
STEATOSE
NASH
FIBROSE
Bacteroides
Ruminococcus
↑ A. déoxycholique ↑ Fructose ↓ SCFA
Inflammation Insulino-résistance Alcool endogène
Une nouveau rôle de l’endoscopie
Étude des neurones ….
Une biopsie en routine contient des cellules gliales et des neurones entériques.
Les neurones, les cellules gliales et épithéliales dans une biopsie intestinale sont dérégulées dans la maladie de Parkinson.
Conclusion
• C. difficile récidivant = seule indication validée
• MICI et autres indications potetielles: Pas de résultats suffisant pour une utilisation en pratique courante
• Nécessité d’études contrôlées: Définir les procédures efficaces Définir les « bons » donneurs
Identifier des bactéries et des molécules actives
Microbiote artificiel
Questions non résolues • Comment sélectionner un « bon » donneur?
– General: quel dépistage faire?
– Y a t il des critères de compatibilité entre
donneurs et receveur?
• Microbiote frais ou congelé ou de synthèse ?
• Effet à long terme? – Infections
– Autres maladies
Cohorte COSMIC
Bactéries Virus (Phages) Champignons Archae
CONDITIONS DE CULTURE Difficiles
Eckburg et al. 2005
Gammaproteobacteria
Sokol et al. Inflamm Bowel Dis 2009 Morgan, Tickle, Sokol et al. Genome Biology 2012
Bactéries anti-inflammatoires Bactéries
Pro-inflammatoires
Escherichia/Shigella
Contrôles Crohn iléal
Faecalibacterium
Contrôles Crohn iléal