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

Dysbiose et maladie

déséquilibre dans la relation symbiotique du

microbiote à l’hôte

Sauvage

Transfert

microbiote

Dysbiose

ob/ob

Microbiote confère le phénotype

Exemple de l’obésité

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

Comment cela marche ?

Kelly et al. Gastroenterology 2016

Le Groupe Français de Transplantation de Microbiote Fécal se réunit depuis plus de 1 an

Le receveur 3° récidive de CPM

Modalités de transplantation

Le donneur sain

ANSM 2014

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:

La TMF une épidémie ?

Que contient le transplant ?

Bojanava et al. Plos 2016

Protection

Fonctions immunes Role en pathologie - MICI

- SII - Cancer colorecal - NASH - Diabète, obésité - Arthrite …..

Les perspectives Fonction Barrière

Métabolisme Transplantation fécale: stratégie thérapeutique attractive

Autres indications: exemple des MICI

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

Transplantation fécale dans la RCH

Rossen et al. Gastroenterology 2015

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

Effet du donneur

Moayyedi et al. Gastroenterology 2015

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

57 patients :

• 20 stéatose • 10 NASH • 27 fibrose F≥2

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

Annexe

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