Microbiome et santé publique : Jeter les assises d’un nouveau programme d’enseignement

Par: Johnny Kung

4 Mai, 2020

04 mai 2020

La recherche sur le microbiome humain évolue à grands pas et transforme la compréhension que nous avons du développement sain et du vieillissement. Afin de garantir la prestation efficace de soins de santé fondés sur les résultats probants, il sera important de comprendre comment le microbiome humain est touché par des facteurs comme l’environnement, la nutrition et les pratiques culturelles. Conséquemment, il sera essentiel de transmettre ces nouvelles connaissances à la prochaine génération de professionnels de la santé.

Le 11 mars 2020, le CIFAR a tenu une table ronde virtuelle qui a réuni des Boursiers du programme de recherche Microbiome humain du CIFAR et de hauts dirigeants d’écoles de santé publique au Canada et aux États-Unis. Par l’entremise de brèves présentations et de discussions avec animateur, les chercheurs et les dirigeants en santé publique ont partagé leurs points de vue sur la pertinence du microbiome en santé publique, et ont exploré des possibilités réalisables et collaboratives pour l’intégration des connaissances sur le microbiome aux programmes d’enseignement en santé publique.

Résultats clés

Le microbiome forme un « écosystème intérieur » dans notre organisme et compte au moins autant de cellules microbiennes que de cellules humaines et possiblement cent fois plus de gènes microbiens que de gènes humains. Contrairement à notre propre génome, dont le niveau d’expression change tout au long de la vie, mais dont le contenu reste fondamentalement inchangé, le microbiome est dynamique et change au fil du temps, ainsi qu’en fonction de facteurs environnementaux et comportementaux, comme le régime alimentaire et l’utilisation d’antibiotiques.
À la naissance, les bébés sont essentiellement stériles et acquièrent leur microbiome de trois façons principales : lors du passage dans le canal génital, par l’entremise du lait maternel et dans l’environnement après la naissance. D’après les statistiques, plus du tiers des nourrissons aux États-Unis naissent par césarienne, le tiers des mères et des nourrissons en Amérique du Nord prennent maintenant des antibiotiques pendant l’année qui suit la naissance et plus de 50 pour cent des bébés reçoivent une certaine quantité de lait maternisé deux semaines après la naissance. Tous ces facteurs influencent la diversité microbienne intestinale de l’enfant et pourraient avoir une incidence sur le risque de souffrir de maladies chroniques, comme l’asthme, l’allergie et l’obésité.
Comparativement au lait maternisé, le lait maternel contient d’autres substances, comme des hormones, des facteurs de croissance, ainsi que des probiotiques (bactéries bénéfiques vivantes) et des prébiotiques (petits glucides indigestes, mais importants pour la croissance bactérienne). La composition des prébiotiques dans le lait maternel varie beaucoup d’une personne à l’autre — certaines variations sont en corrélation avec des différences génétiques, des variations saisonnières et l’ordre de naissance – et pourrait être considérée comme un « médicament personnalisé » pour les nourrissons à un moment où leur expression génique est affinée.
Au fil du passage de la petite enfance à l’âge adulte, d’une semaine à l’autre, le microbiome connaît moins de changements stochastiques et se diversifie, tout en affichant un équilibre entre les microorganismes bénéfiques (symbiotes) et néfastes (pathobiotes). Toutefois, au fil du vieillissement, la diversité du microbiome redevient davantage stochastique, et un déséquilibre (dysbiose) entre les symbiotes et les pathobiotes peut apparaître. Une plus grande perméabilité de l’intestin et des gencives, là où la couche muqueuse se dégrade et où les microorganismes peuvent pénétrer l’organisme, est partiellement responsable de ce phénomène. Le nombre accru de pathobiotes peut exacerber une inflammation chronique de faible intensité associée à la maladie et au vieillissement (inflammaging).
De récentes études suggèrent que les microorganismes jouent un rôle important dans un certain nombre de maladies liées à l’âge. Par exemple, la métabolisation bactérienne de la choline dans la viande rouge en triméthylamine, qui est ensuite métabolisée par le foie en triméthylamine N-oxyde (TMAO), semble constituer un facteur important dans la survenue de maladies cardiovasculaires, comme l’athérosclérose et l’AVC. Le microbiome semble aussi avoir une influence sur les maladies neurodégénératives : des résultats indiquent que la dysbiose intestinale peut constituer un prédicteur de l’incidence de la maladie de Parkinson et que la section du nerf vague entre l’intestin et le cerveau semble avoir un effet protecteur contre cette maladie; de plus, il semblerait que l’hygiène buccale soit associée à la maladie d’Alzheimer. En outre, des données semblent indiquer que des maladies chroniques « non transmissibles » pourraient en fait être transmissibles dans certains contextes par l’entremise d’interactions sociales, quoiqu’il faille mener beaucoup plus de recherches sur la question.
De solides résultats indiquent que le microbiome est l’une des voies de médiation de certains des effets de facteurs sociaux et environnementaux sur la santé et qu’il pourrait aussi, en conséquence, constituer un axe d’intervention en santé. Une meilleure compréhension du rôle du microbiome peut avoir des répercussions sur les politiques en matière de santé publique, par exemple en ce qui concerne les récréations à l’école (l’environnement extérieur, où la diversité microbienne est plus élevée, est-il important en plus de l’exercice physique?) et l’allaitement (si les microorganismes dans le lait maternel sont importants, quel serait l’effet de l’entreposage ou de la congélation du lait?). Les effets observés sur la santé de certains changements en matière de politiques publiques, comme la diminution de l’asthme chez l’enfant dans les administrations où le recours aux antibiotiques est en baisse, pourraient apporter un soutien supplémentaire.
Le fondement mécaniste de nombreux effets du microbiome ou de corrélations nous échappe toujours et cela vient mettre en lumière des lacunes en recherche, ainsi que l’importance d’éviter de trop insister sur les bienfaits pour la santé associés à des interventions basées sur le microbiome. Par exemple, des changements microbiomiques transitoires pourraient être des « conducteurs » qui sont verrouillés par des changements immuns à plus long terme, ou bien simplement des « passagers » d’autres changements environnementaux ou physiologiques. De plus amples recherches seront nécessaires pour élucider toute relation causale.
Il est important pour les études de cohortes épidémiologiques qui examinent le lien entre le microbiome et les résultats en matière de santé de noter tout facteur confusionnel non mesuré, y compris ceux introduits par un manque de diversité (socioéconomique, géographique, ethnique) dans les populations à l’étude. Des études plus récentes tentent de se pencher sur de telles questions de diversité.

Priorités et prochaines étapes

Une perspective qui tient compte du microbiome pourrait se révéler importante pour la pratique de la santé publique de nombreuses façons. Elle peut contribuer à renforcer le concept « Une seule santé » qui considère divers facteurs, comme la nutrition, l’exercice, les antibiotiques, le soin des plaies, l’hygiène buccale et la santé génésique. Elle pourrait favoriser une lentille plus écologique, plutôt qu’un message militaire sur l’hygiène où l’on insiste sur la « destruction de tous les microbes ». Elle peut aider les professionnels à évaluer les avantages et les inconvénients des interventions en santé publique (par ex., l’enrichissement en fer pour les nourrissons dans les pays en développement peut entraîner chez certains un risque de diarrhée à cause d’interactions avec le microbiome). Et une telle perspective pourrait nous sensibiliser aux limites de l’épidémiologie des facteurs de risque quand le traitement d’une maladie (par ex., antibiothérapie contre H. pylori en cas d’ulcère gastroduodénal) peut mener à des résultats indésirables en matière de santé (perte d’effets protecteurs éventuels conférés par H. pylori).
Afin d’intégrer les connaissances issues de la recherche sur le microbiome aux programmes d’enseignement en santé publique, les chercheurs et les professionnels doivent décider de seuils quant à la solidité des résultats, à la pertinence et à l’utilité. De plus, la formation offerte aux professionnels de la santé publique doit aussi continuer à souligner le rôle de l’incertitude dans les résultats scientifiques, l’importance de la pensée critique en ce qui concerne des niveaux différents de résultats et de compromis, et quand et comment agir en cas de résultats limités.
Une définition claire des objectifs pour l’intégration des connaissances issues de la recherche sur le microbiome aux programmes d’enseignement en santé publique est importante et peut influencer les décisions en ce qui concerne l’information à inclure, l’endroit où inclure l’information dans le programme d’enseignement et quels professeurs devraient avoir un rôle à jouer. Parmi ces objectifs, notons :

Contribuer aux interventions en santé publique (auquel cas, la plupart des résultats pourraient encore être trop préliminaires);
Aider les professionnels à mieux communiquer avec le public pour éviter le battage médiatique et gérer les messages apparemment contradictoires (par ex., trouver un équilibre entre l’hygiène personnelle et l’exposition à une diversité de microorganismes);
Sensibiliser les professionnels aux rôles éventuels des microorganismes dans l’étiologie complexe des maladies;
Favoriser la collaboration entre la recherche sur le microbiome et la santé publique pour établir des critères d’évaluation des résultats ou tenir compte du microbiome dans la réalisation d’études épidémiologiques.

Les chercheurs et les éducateurs doivent mettre au point et à l’essai des façons d’intégrer les connaissances issues de la recherche sur le microbiome aux programmes d’enseignement déjà bien remplis en santé publique où les instructeurs ne possèdent pas toujours l’expertise nécessaire pour enseigner cette matière avec aisance. L’une des façons serait d’avoir recours à des « blocs lego » — des modules clé en main qui se composent, entre autres, de brèves présentations, de laboratoires sur les compétences et de périodes de questions sur des enjeux particuliers en santé publique (comme la santé de l’enfant, l’environnement bâti ou le microbiome communautaire) — à utiliser de façon autonome ou assemblés dans des combinaisons différentes. La création, la mise à l’essai et la mise à jour de tels modules d’enseignement nécessiteront la création d’un groupe consultatif composé de chercheurs et de professionnels, ainsi que la participation d’un certain nombre d’établissements prêts à essayer les modules.
Différentes écoles ont différents défis à relever et possibilités à saisir pour intégrer les connaissances sur le microbiome aux programmes d’enseignements en santé publique, comme les plus petits établissements (aux ressources limitées et comptant peu de professeurs possédant l’expertise nécessaire, mais plus centralisés et en mesure d’intégrer la matière à de multiples cours de base) par rapport aux plus grandes écoles (plus centralisées et plus souples pour mettre sur pied de nouveaux cours optionnels à partir de zéro, mais où il est plus difficile d’intégrer le contenu à des cours obligatoires pour tous les étudiants). Il sera instructif d’apprendre et de tirer profit de ces initiatives pilotées par des chercheurs dans leurs établissements locaux.

Participants à la table ronde

Katherine Amato, professeure adjointe, Université Northwestern — Boursière, programme Microbiome humain, CIFAR
Meghan Azad, professeure adjointe et titulaire de la chaire de recherche du Canada sur l’origine développementale des maladies chroniques, Université du Manitoba — Boursière, programme Microbiome humain, CIFAR
Emily Barrett, professeure agrégée, École Rutgers de santé publique
Peter Berman, professeur et directeur de l’École de santé publique et des populations, Université de la Colombie-Britannique
Eran Elinav, professeur, Institut Weizmann des sciences — Boursier, programme Microbiome humain, CIFAR
Naama Geva-Zatorsky, professeure adjointe, Technion — Chercheuse mondiale, programme Microbiome humain, CIFAR
Philippe Gros, professeur, Université McGill — Boursier, programme Microbiome humain, CIFAR
Curtis Huttenhower, professeur de biologie computationnelle et de bioinformatique, École de santé publique T.H Chan de l’Université Harvard
Ellen MacEachen, professeure agrégée et directrice adjointe des programmes de recherche aux cycles supérieurs, École de santé publique et des systèmes de santé de l’Université de Waterloo
Melissa Melby, professeure agrégée, Université du Delaware — codirectrice, programme Microbiome humain, CIFAR
Mark Nichter, Regents’ Professor, Université de l’Arizona — conseiller, programme Microbiome humain, CIFAR
Heather Orpana, chercheuse scientifique principale, Agence de la santé publique du Canada
Elizabeth Sanders, professeure adjointe, École de santé publique Dalla Lana de l’Université de Toronto
Brenda Wilson, professeure et doyenne associée, Université Memorial
Liping Zhao, titulaire de la chaire Eveleigh-Fenton de microbiologie appliquée, École Rutgers de sciences environnementales et biologiques — Boursière, programme Microbiome humain, CIFAR

Lectures complémentaires

Ressources du CIFAR :
Comprendre l’impact du microbiome sur la santé publique par l’entremise d’une démarche multidisciplinaire (compte-rendu de recherche)
L’avenir du microbiome en santé publique (compte-rendu d’événement)
Le microbiome humain et la santé publique : Soutenir un développement et un vieillissement en santé (compte-rendu d’événement)
Microbiome et santé humaine (compte-rendu d’événement)
L’antibiothérapie pendant la petite enfance peut accélérer l’apparition du diabète insulinodépendant chez la souris (compte-rendu de recherche)

Autres ressources :
Les maladies non transmissibles sont-elles transmissibles? (en anglais), par les Boursiers du programme Microbiome humain
L’étude de cohorte CHILD (en anglais)
Foire aux questions : Microbiome humain (en anglais), par l’Académie américaine de microbiologie
Allaiter le microbiome (en anglais), par Ed Yong
Le microbiome humain : Pourquoi nos microbes pourraient-ils constituer la clé de la santé(en anglais), par Nicola Davis

Pour de plus amples renseignements, veuillez communiquer avec :
Amy Cook
Directrice principale, mobilisation du savoir, CIFAR
amy.cook@cifar.ca

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