L’intelligence artificielle devient de plus en plus importante dans la découverte de médicaments. Les progrès dans l’utilisation du Big Data, des algorithmes d’apprentissage et des ordinateurs puissants ont maintenant permis aux chercheurs de l’Université de Zurich (UZH) de mieux comprendre une grave maladie métabolique.
La cystinose est un trouble rare du stockage lyosomal affectant environ 1 nouveau-né sur 100 000 à 200 000 dans le monde. La cystinose néphropathique (non inflammatoire), la forme la plus courante et la plus grave de la maladie, se manifeste par des symptômes de maladie rénale au cours des premiers mois de la vie, entraînant souvent une insuffisance rénale avant l’âge de 10 ans.
Les enfants atteints de cystinose souffrent d’une maladie multisystémique dévastatrice, et il n’existe actuellement aucun traitement curatif disponible. »
Olivier Devuyst, responsable du groupe Mécanismes des maladies rénales héréditaires (MIKADO) et co-directeur du programme prioritaire de recherche universitaire ITINERARE à l’UZH
Les chercheurs de l’UZH ont travaillé avec Insilico Medicine, une entreprise qui utilise l’IA pour la découverte de médicaments, pour découvrir le mécanisme cellulaire sous-jacent derrière la maladie rénale dans la cystinose. En s’appuyant sur des systèmes modèles et la plateforme PandaOmics d’Insilico, ils ont identifié les voies pathogènes et priorisé les cibles thérapeutiques dans les cellules de cystinose. Leurs découvertes ont révélé une association causale entre la régulation d’une protéine appelée mTORC1 et la maladie.
Alessandro Luciani, l’un des responsables du groupe de recherche, explique : « Nos recherches ont montré que le stockage de la cystine stimule l’activation de la protéine mTORC1, entraînant une altération de la différenciation et de la fonction des cellules tubulaires rénales.
Un médicament prometteur identifié pour le traitement
Comme les patients atteints de cystinose ont souvent besoin d’une greffe de rein pour restaurer la fonction rénale, il existe un besoin urgent de traitements plus efficaces. Utilisant la plate-forme PandaOmics, l’équipe de recherche de l’UZH s’est donc lancée dans une recherche de médicaments existants qui pourraient être réutilisés pour la cystinose. Cela impliquait une analyse de la structure des médicaments, des enzymes cibles, des effets secondaires potentiels et de l’efficacité dans les tissus affectés. La rapamycine, un médicament déjà homologué, a été identifiée comme un candidat prometteur pour le traitement de la cystinose. Des études sur des systèmes cellulaires et des organismes modèles ont confirmé que le traitement à la rapamycine restaure l’activité des lysosomes et sauve les fonctions cellulaires.
Olivier Devuyst et Alessandro Luciani sont optimistes quant aux développements futurs : « Bien que les avantages thérapeutiques de cette approche nécessiteront des investigations cliniques supplémentaires, nous pensons que ces résultats, obtenus grâce à une collaboration interdisciplinaire unique, nous rapprochent d’une thérapie réalisable pour les patients atteints de cystinose.
Participants à l’étude
Des scientifiques de l’Université de Zurich (UZH), de la Faculté de médecine de l’UCLouvain à Bruxelles, du Microsoft Research-University of Trento Center for Computational and Systems Biology et de la société Insilico Medicine ont participé à l’étude. La Cystinosis Research Foundation des États-Unis et le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) ont financé l’étude.
