La population bactérienne hébergée par notre organisme est très importante : on y compte environ 100 000 milliards de bactéries (soit 100 fois plus que le nombre de cellules dont est constitué le corps humain), qui appartiennent à plusieurs centaines d'espèces différentes. La majorité de ces bactéries sont présentes au niveau du système digestif, formant un ensemble appelé « microbiote intestinal ». Le microbiote intestinal d'un individu porte une véritable signature : bien que tous les individus aient un socle commun de bactéries, tous possèdent des variations quantitatives et qualitatives qui les différencient les uns des autres.

Les bactéries colonisent l'organisme dès la naissance. Le nouveau-né est en effet au contact de la flore vaginale lors d'un accouchement par voie basse, ou de sa flore cutanée lors d'une césarienne. Ces bactéries vont coloniser son tube digestif. Ensuite, ces populations bactériennes évoluent et se diversifient grâce à l'alimentation. La composition de la flore intestinale est globalement stable au cours d'une vie.

Les populations bactériennes du microbiote vivent en totale symbiose avec l'organisme : le corps leur apporte des éléments nécessaires à leur survie, tandis que les bactéries, en retour, influencent divers processus dans l'organisme. S'il est depuis longtemps admis que le microbiote intestinal aide à la digestion de certains aliments qui ne peuvent pas être dégradés par l'organisme, des études récentes montrent que son impact pourrait être beaucoup plus important. Les bactéries intestinales interviennent notamment dans la régulation des réactions immunitaires, et pourraient avoir un rôle dans le métabolisme osseux, la régénération de la paroi intestinale ou encore le développement du système nerveux central.

Les études montrent de plus en plus son implication dans certaines pathologies. En effet, lorsque l'équilibre du microbiote est bouleversé, ses retentissements peuvent être très importants. Pour exemple, de plus en plus de recherches font le lien entre maladies inflammatoires intestinales chroniques, comme la maladie de Crohn, et déséquilibre du microbiote intestinal. Dans ce cadre, certains chercheurs pensent que les bactéries pourraient être à l'origine d'une réaction inflammatoire dans le côlon, ce qui dégraderait sa paroi et entrainerait les lésions observées.
Outre les pathologies du système digestif, des études sont également conduites cherchant des liens entre microbiote intestinal anormal et certaines pathologies neurologiques, comme les troubles du comportement ou la dépression. Une déficience du microbiote intestinal pourrait aussi être impliquée dans certaines formes de diabète ou d'obésité.

Le microbiote intestinal pourrait ainsi s'avérer un acteur incontournable dans divers processus physiopathologiques. Les recherches sur les applications thérapeutiques s'intensifient donc, avec des résultats très intéressants. Des premiers essais de thérapies basées sur un rééquilibre du microbiote intestinal ont été réalisés dans le cadre d'infections liées aux bactéries de type Clostridium difficile, à l'origine de forte diarrhées. Jusqu'à présent, le seul moyen de traiter cette maladie consistait en une antibiothérapie, mais les rechutes étaient très fréquentes. Les chercheurs ont eu l'idée de traiter les patients par « transplantation fécale », c'est-à-dire la transplantation des selles d'un donneur sain, et donc contenant un microbiote intestinal « normal », dans le tube digestif d'un patient en vue de rééquilibrer sa flore intestinale : un véritable succès. Des tests similaires sont en cours dans le cadre de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin.