Ecologie microbienne

On considère qu’il y a $10^{13}$ cellules microbiennes à la surface de notre organisme, ce qui est du même ordre de grandeur que le nombre de cellules eucaryotes qui compose le corps humain. Longtemps considérées comme commensales, les études menées depuis les années 2000 montrent que ces microorganismes sont réellement symbiotiques car nous ne pourrions pas vivre sans eux et inversement. En effet, les bactéries issues de notre corps et capables d’être cultivées en laboratoire ne correspondent qu’à une faible proportion des espèces identifiées par les approches métagénomiques.

Les rôles assurés par le microbiote humains sont nombreux :

• un rôle nutritionnel :
  alors que le génome humain ne code que pour quelques dizaines d’enzymes digestives, le microbiote intestinal contient plusieurs milliers d’enzymes différentes qui nous permettent de digérer la plupart des aliments que nous consommons. En outre, des bactéries comme Escherichia coli permettent la synthèse de vitamine K et B12 que notre organisme est incapable de produire sans les microorganismes intestinaux. De même, des dérivés issus de la digestion des aliments miment certaines hormones digestives et induisent la sensation d’appétit (ghréline) ou de satiété (leptine) ;
• un rôle immunitaire : le contact et la colonisation dès la naissance stimule le système immunitaire et favorise la réponse immunitaire innée et adaptative face aux microorganismes pathogènes. En outre, en exploitant les différentes niches écologiques à la surface de notre corps, ces microorganismes symbiotiques empêchent la colonisation par des microorganismes potentiellement pathogènes, ainsi que le montre les infections des voies digestives qui interviennent après un traitement antibiotique par exemple. Par ailleurs, de nombreuses corrélations sont observées entre l’apparition de maladies auto-immunes comme le diabète de type I ou la dystrophie musculaire et la prépondérance de certains genres de bactéries à la surface de notre organisme ;
• un rôle comportemental : des souris axéniques ont moins peur de leur environnement et adoptent un comportement plus risqué que des souris avec un microbiote, ce qui suggère un rôle des microorganismes dans le comportement. De même, certaines études commencent à établir des liens entre des maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer ou certaines formes d’autisme et l’absence de certaines bactéries ou des traitements infantiles précoces aux antibiotiques.

Ce microbiote, acquis dès la naissance, change au cours de la vie, notamment les premières années, et dépend du sexe, de l’âge, du milieu de vie et de son alimentation.

Comme tous les êtres vivants, les microorganismes interagissent avec leur environnement, donc avec les cellules voisines. Si les cellules d’une même population sont en compétition pour les ressources ou peuvent interagir lors de transferts de gènes par des phénomènes parasexuels, les types d’interactions entre un microorganisme et une autre espèce dépendent des effets pour chacun des deux partenaires :