Microbiome : Définition, rôle et exemples

Le microbiome fait référence à une communauté de micro-organismes qui habite dans un endroit défini. Quand on parle de microbiome, on doit tenir compte des micro-organismes ainsi que de leur activité, c'est-à-dire qu'on doit tenir compte de la manière dont ils interagissent entre-eux et avec leur environnement.

Par conséquent, le microbiome constitue un microécosystème dynamique qui comprend différents génomes et métabolites de la communauté microbienne ainsi que les conditions de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Le microbiome est intégré à des macroécosystèmes complexes comme celui des êtres humains par exemple.

Il existe un terme similaire au microbiome avec lequel il ne doit pas être confondu : le microbiote. Le microbiote est l'ensemble des micro-organismes, comme les bactéries, les archées, les algues unicellulaires, les champignons, qui habitent un environnement spécifique. Par exemple, dans le côlon des humains. Par conséquent, la différence entre le microbiote et le microbiome est que ce dernier terme prend en compte les interactions entre les organismes et l'environnement, c'est-à-dire que le terme microbiome englobe le microbiote et son activité.

Le microbiome humain varie d'une personne à l'autre car les communautés bactériennes dépendent d'une série de facteurs comme l'humidité, la température et les nutriments qui influencent leur survie. En plus, la colonisation des bactéries se produit durant toute la vie d'une personne : en effet, les communautés présentes chez un nouveau né ne seront pas les mêmes que celles d'un adulte.

Parmi de nombreux autres facteurs, le microbiome peut être altéré par la consommation de médicaments tels que les antibiotiques, les variations du régime alimentaire et le stress. Certaines maladies, comme le diabète, les allergies, les maladies gastro-intestinales, l'arthrite et même le cancer, peuvent résulter d'un déséquilibre du microbiome.

Dans le corps des êtres humains, certaines fonctions du microbiome sont :

• Digestion : les bactéries présentes dans le microbiome intestinal contribuent à la dégradation des glucides complexes présents dans les parois cellulaires des plantes, comme la cellulose, l'hémicellulose et la pectine, facilitant ainsi la digestion.
• Système immunitaire : les bactéries peuvent "indiquer" aux lymphocytes quelles cellules sont bénéfiques et quelles cellules sont nocives (antigènes) et déterminer ainsi quelles cellules prédomineront dans l'environnement.
• Protection contre les agents pathogènes : les bactéries présentes dans les microbiomes de la peau, de la cavité buccale, des voies respiratoires et des voies vaginales protègent les muqueuses contre la prolifération de micro-organismes pathogènes en agissant comme une barrière physique et chimique.

Un clair exemple de microbiome est celui de la rhizosphère, qui est la portion du sol qui se trouve au niveau des racines des plantes, c'est un endroit où se produisent de nombreuses interactions. Un autre clair exemple est celui de la phyllosphère, dans laquelle des communautés de micro-organismes comme des bactéries et des champignons se développent et interagissent sur la superficie des feuilles.

Ces exemples de microbiome végétal peuvent remplir les fonctions suivantes :

• Cycle des nutriments : les micro-organismes, par le biais de processus tels que la minéralisation, l'immobilisation et la solubilisation, fournissent des nutriments qui peuvent être utilisés par les plantes.
• Croissance des plantes : les micro-organismes produisent des substances, comme les gibbérellines et les auxines, qui stimulent la croissance des plantes.
• Protection : En produisant des antibiotiques, la communauté microbienne protège les racines des plantes des agents pathogènes. Elle permet également détoxifier les substances toxiques sécrétées par certaines plantes qui peuvent nuire à d'autres organismes.
• Symbiose : les micro-organismes peuvent former des associations symbiotiques mutualistes avec les plantes, favorisant leur croissance et leur développement.
• Dépollution : en utilisant les microbiomes présents, par exemple, celui du sol en association avec les plantes, il est possible de traiter les sols et les eaux contaminés et d'améliorer ainsi leur qualité.

Dans les océans il y'a une grande diversité de micro-organismes qui sont associés à différents hôtes formant ainsi plusieurs microbiomes. Il y'a de très nombreux microbiomes et ces derniers vont des animaux invertébrés comme les éponges marines aux grands vertébrés comme les requins. Voyons quelques exemples de leurs fonctions dans les écosystèmes aquatiques :

Cycle et stockage des nutriments : selon des études, les microbiomes des éponges marines contribuent au cycle des nutriments tels que l'azote dans les océans, ainsi qu'au stockage de nutriments tels que le phosphore sous forme de phosphates. Ils jouent également un autre rôle clé associé à la conversion du carbone dissous libéré par d'autres organismes en carbone organique qui devient alors disponible pour les organismes hétérotrophes.

Défense : dans divers organismes marins tels que les coraux, on trouve dans leurs couches superficielles des bactéries qui produisent des composés antibactériens qui préviennent des infections. Dans le cas des cétacés, le microbiome présent dans la peau agit comme une barrière physique protégeant l'animal de l'environnement extérieur et il constitue non seulement un indicateur de sa santé mais aussi de la santé de l'environnement.

Il convient de noter que dans cet article, nous ne mentionnons que quelques-uns des nombreux exemples qui existent dans la nature, car ils sont très nombreux. Dans la vidéo ci-jointe, on vous propose de tout découvrir à propos des écosystèmes aquatiques !

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