Lorsque l’on prend des décisions concernant la nutrition et l’alimentation, l’accent est souvent mis sur les impacts potentiels sur le cœur ou le cerveau ; et la santé intestinale peut souvent être négligée après coup, malgré toute une industrie qui tourne autour des probiotiques et des aides digestives. Compte tenu de son lien direct avec ces deux organes importants, la santé intestinale devrait-elle être davantage prioritaire ?
Imaginez une civilisation entière composée de milliards de micro-organismes vivant en harmonie à l’intérieur de votre système digestif. Ce microbiome est unique à chaque individu et varie considérablement en fonction de nombreux facteurs génétiques et environnementaux. La complexité de la santé intestinale peut souvent rendre difficile le diagnostic des maladies, surtout lorsque de nouvelles variables sont introduites. En fait, jusqu’à 90 % de toutes les maladies peuvent être attribuées à l’intestin et à la santé du microbiome.
C'est pourquoi les chercheurs du National Center for Supercomputing Applications et de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign utilisent Illinois Computes pour développer des méthodes de cartographie du microbiome afin de créer des plans nutritionnels personnalisés pour les individus. En utilisant la plate-forme Jupyter Notebook via le programme Illinois Computes Research Notebooks (ICRN), David Bianchi, chercheur en génomique au NCSA, et une équipe de chercheurs ont conçu des analyses métabolomiques accessibles et réutilisables pour des cibles de recherche diététique telles que le maïs, le blé et les agrumes.
Pour paraphraser les visionnaires de la santé humaine, depuis Hippocrate jusqu'aux dirigeants du mouvement ayurvédique, « si vous ne prenez pas de nourriture comme médicament, vous pourriez bientôt prendre des médicaments comme nourriture ». Les choix alimentaires que nous faisons quotidiennement ont un effet profond sur notre capacité à mener une vie saine. Dans cette recherche, nous espérons donner aux individus les moyens de libérer leur microbiome unique pour obtenir de meilleurs résultats en matière de santé et choisir un régime alimentaire qui leur convient vraiment.
David Bianchi, chercheur scientifique en génomique au NCSA
Les chercheurs espèrent créer des plateformes nutritionnelles prescriptives personnelles qui pourraient aider les professionnels de la santé à concevoir des plans de régime et à prescrire différents prébiotiques et probiotiques adaptés aux signatures spécifiques du microbiome intestinal et aux objectifs de santé globaux de chaque individu. De plus, le développement d’une base de données d’identification des métabolites augmenterait l’efficacité des méthodes de diagnostic et des résultats.
La recherche a été réalisée en collaboration avec le laboratoire du professeur Isaac Cann de l'Institut Carl R. Woese de biologie génomique, ainsi qu'avec les chercheurs du NCSA Weihao Ge, Misael Trigo et Christina Fliege, et le premier cycle Andrew Robinson, qui construit un tableau de bord interactif où les chercheurs et les cliniciens peuvent visualiser les résultats. Robinson fait partie du programme Students Pushing INnovation (SPIN) du Centre et est partiellement parrainé par le Healthcare Innovation Program Office (HIPO) de la NCSA, qui fournit des méthodes, des outils et des écosystèmes puissants pour la recherche translationnelle et l'innovation à l'appui du progrès des soins de santé.
Illinois Computes a fourni aux chercheurs les outils dont ils avaient besoin pour poursuivre leurs recherches.
« Illinois Computes a joué un rôle essentiel en encourageant cette collaboration et en nous permettant de développer des outils ciblés via des cahiers de recherche pour permettre aux chercheurs du Cann Lab d'analyser et de découvrir les histoires cachées dans les données Omics substantielles qu'ils ont collectées pour développer cette plate-forme », a déclaré Bianchi. « Cette collaboration a été une excellente occasion de travailler avec les professeurs, les étudiants des cycles supérieurs et du premier cycle qui réalisent ces expériences en laboratoire afin de développer des outils d'analyse qui fonctionnent pour eux et qu'ils peuvent développer eux-mêmes pour atteindre les objectifs futurs du projet. »
Récemment, Illinois Computes a renforcé la recherche sur les chaînes d'approvisionnement, donné accès à l'intelligence artificielle, aidé à créer des visualisations pour des performances artistiques et répondu aux demandes des chercheurs du campus pour la plate-forme accessible de Jupyter Bianchi et que l'équipe a appliquée avec succès dans leur travail.
