The colon harbours a dynamic and complex community of microorganisms, collectively known as the gut microbiota, which constitutes the densest microbial ecosystem in the human body. These commensal gut microbes play a key role in human health and diseases, revealing the strong potential of fine-tuning the gut microbiota to confer health benefits. In this context, dietary strategies targeting gut microbes to modulate the composition and metabolic function of microbial communities are of increasing interest. One such dietary strategy is the use of prebiotics, which are defined as substrates that are selectively utilised by host microorganisms to confer a health benefit. A better understanding of the metabolic pathways involved in the breakdown of prebiotics is essential to improve these nutritional strategies. In this review, we will present the concept of prebiotics, and focus on the main sources and nature of these components, which are mainly non-digestible polysaccharides. We will review the breakdown mechanisms of complex carbohydrates by the intestinal microbiota and present short-chain fatty acids (SCFAs) as key molecules mediating the dialogue between the intestinal microbiota and the host. Finally, we will review human studies exploring the potential of prebiotics in metabolic diseases, revealing the personalised responses to prebiotic ingestion. In conclusion, we hope that this review will be of interest to identify mechanistic factors for the optimization of prebiotic-based strategies.

Le microbiote intestinal est constitué d'une écosystème complexe de micro-organismes, dont les bactéries qui résident dans le tractus gastro-intestinal. Cet écosystème joue un rôle crucial dans la santé et le bien-être humain. Le concept de prébiotiques repose sur l'idée de fournir des substrats alimentaires pour modifier la composition et les fonctions du microbiote intestinal afin d'en tirer des avantages pour la santé. Un défi majeur est de mieux caractériser les interactions au sein de l'écosystème intestinal, à la fois entre les micro-organismes et avec l'hôte. Dans cette étude, nous avons évalué des fibres extraites de matières végétales innovantes en tant que prébiotiques potentiels à l'aide d'expériences de culture in vitro utilisant des espèces bactériennes individuelles et des assemblages microbiens synthétiques. Nos résultats ont mis en évidence les capacités métaboliques des bactéries bénéfiques pour la santé à utiliser ces glycanes. Des analyses métaboliques approfondies ont révélé que la croissance bactérienne et les profils de fermentation sont significativement influencés par les sources de carbone et la taxonomie. Des analyses génomiques comparatives ont révélé le potentiel enzymatique de chaque espèce bactérienne à métaboliser les prébiotiques étudiés. Ces données montrent une adaptation des bactéries bénéfiques pour la santé à leur environnement nutritionnel, en monoculture comme en culture complexe. Nous espérons que ce travail contribuera à justifier le développement d'aliments fonctionnels basés sur les prébiotiques.