Ecologie du tube digestif, effet barrière et résistances

L’intérêt porté à l’écosystème microbien du tube digestif vient de ce que certains micro-organismes qui y résident peuvent être responsables d’infection chez leur hôte. Ces infections peuvent être la conséquence de la multiplication dans la lumière

intestinale de bactéries douées d’un pouvoir pathogène spécifique. Elles peuvent

également résulter de l’altération des défenses de l’hôte vis-à-vis de sa flore commensale. Le tube digestif peut être le point de départ de bactériémies dues à des bacilles à Gram négatif, en particulier les entérobactéries, qui gagnent le sang après passage de la muqueuse intestinale selon un mécanisme appelé translocation.

La densité et la composition de la flore varient au cours de l’âge et tout au long du tractus digestif. L’estomac, le duodénum et le jéjunum contiennent peu de bactéries

(10³ à 104 bactéries par mL), essentiellement des lactobacilles et des streptocoques.

La diversité et l’abondance s’accroissent dans l’iléon qui contient 108 micro-

organismes par mL, avec une prédominance des espèces anaérobies strictes. Le

colon abrite la densité microbienne la plus forte avec 109 à 1011 micro-organismes

par gramme de contenu. Le très faible potentiel oxydoréducteur du milieu colique favorise le développement de populations bactériennes anaérobies strictes qui représentent 99,9% de la flore colique. Le nombre d’espèces différentes au sein de cette flore est estimé entre 400 et 500 dont beaucoup ne peuvent être cultivées in vitro. La flore fécale a une composition voisine de celle de la flore colique. C’est la seule à pouvoir être étudiée en raison de la difficulté de recueil d’échantillon du contenu intestinal.

Les bactéries anaérobies facultatives parmi lesquelles E. coli, sont présentes en concentrations 100 à 10 000 plus faibles que les anaérobies strictes. La taille de leur

population varie de 105 à 108 bactéries par gramme. Elles font partie de la flore sous

dominante par opposition à la notion de flore dominante.

La stabilité de la composition de la flore intestinale chez un même individu est remarquable car le tube digestif est soumis à l’apport constant de micro-organismes provenant de l’environnement par l’intermédiaire de l’alimentation. Elle est la

conséquence de l’efficacité du mécanisme de défense empêchant ou limitant le développement de micro-organismes d’origine exogène. La première ligne de défense est l’acidité gastrique, la seconde ligne est assurée par l’écosystème microbien intestinal lui-même qui exerce un effet antagoniste vis-à-vis de la plupart des bactéries qui lui sont étrangères. Cet effet barrière est dévolu principalement à la flore dominante. L’écosystème exerce un véritable contrôle de l’implantation des bactéries exogènes.

La modification de l’équilibre de l’écosystème intestinal sous l’effet de l’administration d’antibiotiques peut être à l’origine d’infections secondaires. L’altération des effets de barrière peut en effet favoriser le développement de populations qui lorsqu’elles sont en nombre élevé exercent alors un pouvoir pathogène (Freney, J., Renaud, F., Hansen, W. et al, 2000)

L’émergence de bactéries résistantes est une conséquence de l’impact écologique des antibiotiques sur l’écosystème intestinal. Celles-ci sont sélectionnées au cours des traitements à partir de populations bactériennes sur lesquelles l’antibiotique exerce une pression sélective. La relation entre l’administration d’un antibiotique et le risque de colonisation intestinale par des bactéries qui lui sont résistantes a été clairement établie au cours d’enquêtes épidémiologiques.

L’émergence de populations résistantes relève de différents mécanismes :

• Il peut s’agir de sélection de bactéries porteuses d’une mutation qui étaient présentes initialement en faible nombre.

• Il peut s’agir aussi de bactéries qui ont acquis un gène codant pour une résistance. Le tube digestif, en raison de la diversité des espèces et de la concentration importante de bactéries qui y vivent, est un lieu propice à l’échange et à la dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques dont beaucoup sont portés par des éléments génétiques mobiles (plasmides ou transposons).

L’amplification du nombre de copies d’un gène de résistance porté par une bactérie commensale du tube digestif peut être considérable. Ce gène est en effet transmis à la descendance (transfert vertical) et éventuellement à d’autres lignées de bactéries (transfert horizontal) quand il est codé par un plasmide. Les antibiotiques contribuent

à ce phénomène d’amplification en favorisant le développement des populations de bactéries résistantes.

Les genres bactériens les plus souvent incriminés lors de maladies intestinales chez les PNH sont Shigella, Salmonella, Yersinia, Campylobacter et plus rarement E.coli entérotoxinogène (Fiennes, M. Pinkerton and E.K. Dzhikidze, 1972). Les primates peuvent être porteurs sains intermittents de n’importe lequel, voire plusieurs de ces micro-organismes.

Nos recherches seront axées sur les entérobactéries potentiellement pathogènes à l’exception des bactéries du genre Campylobacter car les méthodes de cultures disponibles ne permettent pas leur mise en évidence. De plus, l’isolement des bactéries du genre Escherichia entéroinvasives ou entérotoxinogènes n’est pas réalisable car les capacités d’analyse du laboratoire sont limitées.

Toutes les bactéries mises en cause appartiennent à la famille des entérobactéries Ces bactéries sont des bacilles à Gram négatif, non sporulés. Elles présentent une ciliature péritriche pour les espèces mobiles, elles sont

- aéro-anaérobies,

- fermentent le glucose, sont catalase positive (à l'exception de Shigella dysenteriae type I), oxydase négatives, nitrate réductase positives,

- capables de croître sur des milieux ordinaires à base de peptone ou d'extraits de viande.

Les virus peuvent aussi être une cause de diarrhées chez les macaques, des études ont déjà prouvé que les adénovirus pouvaient être retrouvés en plus grandes proportions chez des macaques présentant de la diarrhée (Stuker, G., Oshiro, L.S., Schmidt, N.J. et al, 1979).