MICROBIOTE : Son analyse va permettre une médecine de grande précision

Le microbiote intestinal s’inscrit désormais au centre de la médecine personnalisée et de son application clinique. Ces experts en génie biomédical l’Université de Pennsylvanie confortent son rôle clé et documentent, dans la revue Nature Reviews Bioengineering, l’utilisation de l’analyse du microbiote pour des soins de santé de précision.

Pak Kin Wong, professeur de génie biomédical et de génie mécanique à la Penn State discute des différentes méthodes disponibles permettant d’intégrer l’analyse du microbiote dans la prise de décision clinique, notant également les défis qui subsistent, et la nécessité de nouvelles technologies pour pouvoir pleinement exploiter l’analyse du microbiote en médecine.

Le corps humain héberge environ 30.000 milliards de microbes,

connus collectivement sous le nom de microbiote. Ces micro-organismes influencent les différentes fonctions corporelles, notamment la digestion et le métabolisme jusqu’à la réponse immunitaire. L’analyse du microbiote présente donc un potentiel immense à la fois pour éclairer le diagnostic des maladies, mais également les traitements et les pronostics.

L’analyse du microbiote consiste à examiner la composition, la diversité, l’abondance, la distribution, l’évolution et les fonctions des micro-organismes

dans des environnements spécifiques, à l’aide d’outils génomiques et bioinformatiques avancés. Dans le corps humain, ces microbes jouent un rôle essentiel dans la gestion de la santé et des maladies. Le microbiote intestinal est essentiel, en particulier, à la santé intestinale grâce à la production de produits de fermentation et de métabolites vitaux. Cette communauté microbienne est également liée à différentes fonctions corporelles ainsi qu’au développement de maladies, ce qui met en évidence son rôle clé bien au-delà de la santé intestinale (l’analyse du microbiote joue déjà un rôle crucial dans la compréhension des MICI et de l’obésité). En analysant le microbiote, il est possible de :

• recueillir des données inestimables pour le diagnostic des maladies ;
• prédire la progression de la maladie ;
• adapter les traitements aux besoins du patient c’est-à-dire progresser vers une médecine personnalisée.

Intégrer l’analyse du microbiote à la prise de décision médicale passe notamment par le séquençage à haut débit, qui permet une évaluation rapide du contenu de l’ADN dans un échantillon. Cette technique a changé la donne pour l’étude des microbiomes humains et permet d’approfondir la recherche sur le microbiote. Il reste cependant à transformer ces données en implications cliniques, ce qui n’est pas simple, notent les chercheurs. Ces méthodes peuvent être coûteuses, lentes, complexes et exigeantes en personnels spécialisés.

Pour que l’analyse du microbiote puisse s’adapter aux contextes médicaux et cliniques, elle doit être abordable, rapide et « user-friendly ».

Il subsiste des difficultés de séquençage standard pour distinguer les microbes vivants des microbes morts, analyser simultanément différents types de molécules biologiques et déterminer précisément où se trouvent les microbes. Alors que les combinaisons de microbes varient considérablement d’une personne à l’autre et qu’il n’existe pas de modèle unique de microbiome « sain », il reste difficile d’adopter l’analyse du microbiote dans la prise de décision médicale. Pour vraiment comprendre l’évolution des maladies, il faudrait pouvoir suivre l’évolution du microbiote d’un patient au fil du temps. Ce suivi est essentiel non seulement pour comprendre les maladies, mais également pour surveiller la réponse aux traitements.

Tous ces défis constituent des obstacles importants pour tirer le meilleur parti des données du microbiome dans le cadre des soins de santé.

Quelles conditions médicales pourraient bénéficier de cette analyse ? L’analyse des différences de composition microbienne entre des individus en bonne santé et ceux atteints de maladies spécifiques peut apporter aux professionnels de santé des données cruciales sur la santé des patients, le risque de maladie et la réponse au traitement. La diversité et les types de microbes présents dans nos intestins ont déjà été liés à une série de problèmes de santé, tels que

• les infections à C. difficile,
• les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (ou MICI)
• les maladies neurodégénératives…

Au-delà du diagnostic et du pronostic, il existe des approches révolutionnaires pour modifier ces communautés microbiennes qui peuvent contribuer à lutter plus efficacement contre les maladies. L’utilisation de prébiotiques, de probiotiques et de greffe de microbiote fécal permet de lutter contre les infections persistantes et améliorer l’efficacité des traitements. Plus précisément, les transplantations fécales sont devenues un traitement essentiel pour les infections réfractaires à C. difficile et se révèlent prometteuses pour améliorer les résultats du traitement du cancer. Différents développements mettent en évidence l’importance cruciale de l’analyse du microbiote et le potentiel de l’exploitation de notre microbiote pour lutter contre les maladies.

Des plateformes d’analyse du microbiote qui utilisent l’analyse unicellulaire et l’intelligence artificielle sont en cours de développement. L’exploitation clinique de l’analyse du microbiote est en passe de révolutionner la médecine de précision, concluent les chercheurs.

Source: Nature Reviews Bioengineering 28 March, 2024 DOI: 10.1038/s44222-024-00168-3 Translating microbiota analysis for clinical applications

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Équipe de rédaction SantélogMai 1, 2024Équipe de rédaction Santélog