Démêler la fonction mystérieuse du microbiome

Quelle fonction votre microbiome joue-t-il dans votre santé ? La réponse reste un mystère, mais de nouvelles preuves scientifiques suggèrent qu'elle pourrait avoir des implications pour le traitement de nombreuses maladies chroniques. Une nouvelle classe de médicaments microbiomes en développement pourrait éventuellement être efficace contre une gamme de troubles difficiles à traiter, notamment les problèmes gastro-intestinaux, métaboliques, immunologiques et même neurologiques.

Le microbiome est un écosystème complexe de microbes qui vivent dans et parmi les cellules de votre corps. Il se compose de communautés distinctes selon l'endroit où elles vivent dans le corps. La communauté microbienne de votre bouche, par exemple, est de composition différente de celle de votre intestin. Les changements dans la composition du microbiome - par exemple, lorsque des souches pathogènes envahissent et repoussent les bonnes - ont été corrélés à de nombreuses maladies.

La plupart des médicaments initiaux en développement visent le microbiome intestinal, ce qui est dû à une combinaison de son importance pour les maladies clés et de la facilité d'échantillonnage, dit Peter DiLaura , PDG de Second Genome, basé à San Francisco. Les biopsies tissulaires prélevées lors des coloscopies et les prélèvements fécaux sont de riches sources d'informations sur les différences entre les microbiomes des personnes en bonne santé et des personnes malades.

Une micrographie électronique d'un probiotique ou d'une bonne bactérie intestinale appelée Bifidobacterium court .

Certaines entreprises, dirigées par Seres Thérapeutique , développent et testent des médicaments à base de microbes . L'idée est que l'ajout d'espèces et de souches de microbes soigneusement choisies peut restaurer l'écologie saine du microbiome intestinal, de la même manière que les greffes fécales sont supposées fonctionner.

Mais DiLaura dit qu'il n'est pas encore clair si les changements dans la composition du microbiome qui sont corrélés à la maladie sont à l'origine de cette maladie ou en sont l'effet. C'est pourquoi Second Genome se concentre non seulement sur la composition du microbiome chez les personnes en bonne santé et malades, mais aussi sur sa fonction, dit-il. Son premier médicament, qui est en phase I d'essais cliniques aux États-Unis, est destiné aux maladies inflammatoires de l'intestin, une affection parfois mortelle caractérisée par une inflammation de la muqueuse intestinale ou d'autres parties du tractus gastro-intestinal.

Pour mieux comprendre le fonctionnement du microbiome, les scientifiques de la société étudient le dialogue entre les microbes et leur hôte humain. Dans certaines maladies chroniques telles que les maladies inflammatoires de l'intestin, il existe une sorte de dialogue croisé entre le microbiome et l'hôte qui a persisté, explique DiLaura. Second Genome vise à démêler cette conversation croisée.

En particulier, nous examinons les choses que les bactéries sécrètent - les protéines, les peptides et les métabolites produits par les bactéries, explique DiLaura. En séquençant les informations génomiques de la communauté de bactéries dans les biopsies tissulaires de personnes malades et en bonne santé, les scientifiques de la société peuvent déterminer les éléments constitutifs du dialogue entre le microbiome et l'hôte, les aidant à émettre des hypothèses sur ce qui se passe dans la maladie, dit-il. Ils utilisent des techniques telles que l'apprentissage automatique pour analyser des téraoctets de données de séquençage et identifier les molécules qui pourraient être thérapeutiques, puis évaluer ces molécules candidates en laboratoire.

Le premier médicament de Second Genome empêche une molécule spécifique de se lier à un récepteur à la surface des cellules qui tapissent l'intestin. L'hypothèse est qu'il bloquera l'inflammation qui conduit à la maladie inflammatoire de l'intestin.

Un défi clé pour saisir les différences fonctionnelles entre les microbiomes des tissus enflammés et sains est de déchiffrer l'interaction entre les bactéries concernées, dit Marcus Claesson , microbiologiste au Institut du Microbiome APC en Irlande. Comment les différentes souches interagissent-elles et en quoi est-ce différent chez les personnes en bonne santé par rapport à celles atteintes d'une maladie intestinale inflammatoire ? Il est beaucoup plus facile d'utiliser le séquençage génomique pour élucider les souches présentes dans la communauté que pour enquêter sur la fonction collective de la communauté, explique Claesson, qui est au milieu d'une collaboration de recherche en cours avec Second Genome.

Second Genome poursuit également des thérapies basées sur le microbiome pour le diabète, ce qui nécessite un processus de découverte similaire à celui des maladies inflammatoires de l'intestin, explique DiLaura. En quoi la composition et la fonction du microbiome sont-elles différentes chez les personnes atteintes de diabète ? DiLaura dit que les futurs médicaments du microbiome pourraient être utilisés contre les troubles des voies respiratoires et même les maladies du système nerveux central.

De nombreux facteurs entrent dans ces troubles. Mais le microbiome joue clairement un certain rôle, et nous devons parvenir à une meilleure compréhension mécaniste de la façon dont le microbiome et l'hôte travaillent ensemble, explique DiLaura.

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