Un effort de recherche multicentrique dirigé par l'Université de Columbia appelé IndiPHARM : évaluation individuelle du métabolome et de l'exposome pour l'optimisation pharmaceutique IndiPHARM développera une plateforme et un système de surveillance pour prévenir les interactions indésirables entre les médicaments et d'autres facteurs environnementaux, génétiques et liés au mode de vie, afin d'optimiser l'efficacité thérapeutique. IndiPHARM bénéficie d'une subvention de 39,5 millions de dollars de l'Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), une agence fédérale de financement de la recherche qui soutient les avancées biomédicales et sanitaires transformatrices.
La plateforme IndiPHARM sera conçue pour mesurer des centaines de médicaments et leurs métabolites ainsi que des milliers de produits chimiques dérivés de l'environnement, de l'alimentation et des modes de vie. L'objectif ultime est d'optimiser le fonctionnement des médicaments en dotant les individus et leurs médecins d'un outil capable de répondre à la question : « Le médicament ou la combinaison de médicaments que je prends est-il optimisé pour moi ? » La plateforme aidera également les fournisseurs de produits pharmaceutiques, les organismes payeurs d'assurance et les prestataires à anticiper et à réduire les effets thérapeutiques indésirables, y compris les effets secondaires et les inefficacités, tant chez les individus que chez les populations.
Ce projet illustre la manière dont les technologies de pointe et les collaborations scientifiques entre institutions et secteurs peuvent favoriser le progrès humain et réduire la souffrance. IndiPHARM ne promet rien de moins que de révolutionner la pharmacologie et les soins aux patients.
Katrina Armstrong, docteure en médecine, présidente par intérim de l'université Columbia et directrice générale du centre médical Irving de l'université Columbia
Dirigé par Gary Miller, PhD, vice-doyen chargé de la stratégie de recherche et de l'innovation et professeur de sciences de la santé environnementale à la Mailman School of Public Health de l'université Columbia, IndiPHARM comprend également des chercheurs de la Mayo Clinic, de la Harvard Medical School, de l'université Emory, de l'université Brown et du Jackson Laboratory. L'accord ARPA-H d'une durée de cinq ans vise à catalyser une entreprise commerciale.
« Les médicaments ont le potentiel de réduire la souffrance, d’atténuer les symptômes, de prévenir les événements graves et d’aider les gens à vivre plus longtemps et en meilleure santé. Malheureusement, il existe un écart entre les effets attendus des médicaments et leurs effets réels dans le monde réel », explique Miller, une autorité mondialement reconnue dans le domaine de l’exposome. « IndiPHARM mobilise la technologie pour combler cet écart. »
Les médecins ont plus de 10 000 médicaments sur ordonnance dans leur arsenal thérapeutique, mais ils manquent d'informations de base sur la façon dont ces médicaments interagissent entre eux et avec la biologie de chaque patient. Trop souvent, médecins et patients doivent recourir à un processus d'essais et d'erreurs coûteux, long et parfois dangereux pour trouver le bon médicament ou le bon mélange de médicaments, au bon dosage. Selon l'Agency for Healthcare Research and Quality, chaque année, les effets indésirables des médicaments (EIM) sont responsables de près de 700 000 visites aux urgences et de 100 000 hospitalisations.
Pourquoi les médicaments sur ordonnance ont-ils des effets différents sur les individus ? Les différences individuelles dans la composition génétique n’expliquent qu’une petite fraction de la variabilité. Cela suggère que des facteurs non génétiques expliquent les performances variées et souvent sous-optimales des médicaments. Le domaine de l’exposomique, qui se concentre sur la mesure des influences physiques, chimiques, biologiques et psychosociales qui ont un impact sur la santé, a atteint un point de maturité où il peut aider à identifier les divers facteurs qui entravent l’efficacité d’un médicament ou d’une combinaison de médicaments. Miller note : « Au fur et à mesure que nos équipes ont développé les méthodes d’analyse pour l’exposomique, nous avons reconnu que nous avions non seulement les outils pour mesurer des milliers de facteurs environnementaux, mais aussi des milliers de médicaments et leurs métabolites, et que nous pouvions faire tout cela en même temps. »
Le financement de l’APRA-H permettra d’accélérer ces efforts, qui comprennent l’extraction de données à partir de dossiers médicaux électroniques, l’obtention d’échantillons sanguins de patients bien caractérisés, l’automatisation de la préparation des échantillons, l’optimisation des protocoles de spectrométrie de masse, la rationalisation de l’extraction de données et de la bioinformatique, et l’introduction des outils dans les cliniques. L’objectif est d’identifier et de hiérarchiser les médicaments, les classes de médicaments et les schémas d’exposition qui peuvent être utilisés pour ajuster ou améliorer les thérapies.
En développant des tests pouvant être utilisés dans le cadre de dizaines de pathologies, il devrait être possible d’identifier les situations qui interfèrent avec le traitement médicamenteux et de les ajuster si nécessaire. Êtes-vous un métaboliseur rapide de l’un de vos médicaments ? Prenez-vous la bonne dose ? Comment ces médicaments interagissent-ils ? Votre alimentation a-t-elle un impact sur l’action de vos médicaments ? Les suppléments que vous prenez interfèrent-ils avec vos médicaments ? Les produits chimiques auxquels vous êtes exposé au travail ou dans votre quartier ont-ils un impact sur votre traitement ? IndiPHARM développera et validera une série de tests rapides et rentables qui permettront de répondre à ces questions.
L’équipe d’IndiPHARM commencera par se concentrer sur les troubles métaboliques tels que l’obésité, le prédiabète, le diabète, la stéatose hépatique et les affections courantes qui y sont associées, notamment l’hypertension, l’hypercholestérolémie et la dépression. Cependant, la plateforme pourrait être utilisée pour presque toutes les maladies humaines et toutes les classes de médicaments. Les chercheurs commenceront par analyser les données des essais sur le diabète LookAHEAD et ACCORD, l’étude Tapestry de la Mayo Clinic, ainsi que les dossiers médicaux électroniques de la base de données OHDSI pour identifier les relations entre la pharmacothérapie et les résultats du traitement, ainsi que les états physiologiques complexes liés aux résultats thérapeutiques sous-optimaux. Plus tard, ils appliqueront leurs connaissances pour développer un test permettant de prédire l’efficacité des médicaments et de minimiser les effets indésirables.
L'équipe IndiPHARM comprend l'Université de Columbia (Miller, Randolph Singh, PhD, Serge Cremers, PhD, George Hripcsak, MD) ; la Harvard Medical School (Chirag Patel, PhD) ; la Mayo Clinic (Konstantinos Lazaridis, MD, Arjun Athreya, PhD) ; l'Université Emory (Doug Walker, PhD, Xin Hu, PhD, Dean Jones, PhD, Young-Mi Go, PhD) ; l'Université Brown (Kurt Pennell, PhD) ; le Jackson Laboratory (Shuzhao Li, PhD). Les membres de l'équipe travaillent ensemble depuis plus d'une décennie et ont rédigé plus de 100 articles collaboratifs et bénéficié de plusieurs subventions collaboratives du NIH.
L'équipe IndiPHARM a mis en place une stratégie à multiples facettes pour commercialiser la technologie générée dans le cadre du projet. Parmi les conseillers et partenaires figurent Columbia Tech Ventures, AlleyCorp, Thermo Fisher, MBX Capital, Amazon Web Services et d'autres. IndiPHARM est financé par le programme de subventions ARPA-H intitulé Transformative Biomedical and Health Breakthroughs.
