Des millions de personnes souffrant d'encéphalomyélite myalgique / syndrome de fatigue chronique (ME / CFS), une condition débilitante souvent négligée en raison du manque d'outils de diagnostic, peuvent être plus proches des soins personnalisés, selon de nouvelles recherches qui montrent comment la maladie perturbe les interactions entre le microbiome, le système immunitaire et le métabolisme.
Les résultats potentiellement pertinents pour la longue couverture en raison de sa similitude avec ME / CFS-Come à partir de données sur 249 individus analysés à l'aide d'une nouvelle plate-forme d'intelligence artificielle (IA) qui identifie les biomarqueurs de la maladie à partir de selles, de sang et d'autres tests de laboratoire de routine.
« Notre étude a atteint une précision de 90% dans la distinction des individus atteints du syndrome de fatigue chronique, ce qui est significatif parce que les médecins manquent actuellement de biomarqueurs fiables pour le diagnostic. Certains médecins en doutent comme une véritable maladie en raison de l'absence de marqueurs de laboratoire clairs, l'attribuant parfois à des facteurs psychologiques. »
Dr Derya Untmaz, auteur d'étude et professeur, Immunology, The Jackson Laboratory
La recherche a été dirigée par le Dr Julia Oh, anciennement à Jax et maintenant microbiologiste et professeur à l'Université Duke, en collaboration avec les cliniciens ME / CFS Lucinda Bateman et Suzanne Vernon du Bateman Horne Center, et UNUTMAZ, qui dirige le Jax Me / CFS Collaborative Research Center. Les détails apparaissent aujourd'hui dans Médecine de la nature.
Cartographier l'invisible
Le syndrome de la fatigue chronique se caractérise par des symptômes graves qui altèrent considérablement les activités physiques et mentales, notamment la fatigue persistante, les anomalies du sommeil, les étourdissements et la douleur chronique.
Les experts comparent souvent le ME / CFS à une longue covide, car les deux conditions suivent fréquemment les infections virales, telles que le virus d'Epstein-Barr. Aux États-Unis, le ME / CFS affecte entre 836 000 et 3,3 millions de personnes – beaucoup non diagnostiqués et coûte à l'économie 18 à 51 milliards de dollars par an en raison des dépenses de santé et de la perte de productivité, selon les Centers for Disease Control and Prevention.
Des études antérieures ont noté des perturbations immunitaires dans ME / CFS, a déclaré UNUTMAZ. Cette nouvelle recherche s'appuie sur ces résultats en étudiant comment le microbiome intestinal, ses métabolites et ses réponses immunitaires interagissent. L'équipe a lié ces connexions à 12 classes de symptômes déclarés par les patients, qui ont été agrégés à partir de centaines de points de données générés par les enquêtes sur la santé et le mode de vie des patients.
Il s'agit notamment des troubles du sommeil, des maux de tête, de la fatigue, des étourdissements et d'autres symptômes que les chercheurs ont cartographié dans leur intégralité des changements de microbiome dans les métabolites, les réponses immunitaires et les symptômes cliniques.
« Nous avons intégré des symptômes cliniques avec des technologies omiques de pointe pour identifier les nouveaux biomarqueurs de ME / CFS », a déclaré Oh. « Le liaison des symptômes à ce niveau est crucial, car le ME / CFS est très variable. Les patients éprouvent un large éventail de symptômes qui diffèrent en gravité et en durée, et les méthodes actuelles ne peuvent pas pleinement saisir cette complexité. »
Pour mener l'étude, les chercheurs ont analysé des données complètes collectées auprès du Bateman Horne Center, un centre de recherche ME / CFS, long-confortable et de la fibromyalgie à Salt Lake City, Utah. Le Dr Ruoyun Xiong, également auteur principal de l'étude, a développé un modèle de réseau neuronal profond appelé Biomapai. L'outil intègre la métagénomique intestinale, la métabolomique du plasma, les profils des cellules immunitaires, les données de test sanguin et les symptômes cliniques de 153 patients et 96 individus en bonne santé sur quatre ans.
L'analyse des cellules immunitaires s'est avérée la plus précise pour prédire la gravité des symptômes, tandis que les données du microbiome ont mieux prédit les troubles gastro-intestinaux, émotionnels et du sommeil. Le modèle a connecté des milliers de points de données des patients, reconstruire des symptômes tels que la douleur et les problèmes gastro-intestinaux, entre autres. Il a également révélé que les patients malades depuis moins de quatre ans avaient moins de réseaux perturbés que ceux qui étaient malades depuis plus de dix ans.
« Nos données indiquent que ces perturbations biologiques deviennent plus enracinées au fil du temps », a déclaré UNUTMAZ. « Cela ne signifie pas que ME / CFS plus longue ne peut pas être inversé, mais cela peut être plus difficile. »
L'étude comprenait 96 contrôles sains adaptés à l'âge et au sexe, montrant des interactions immunitaires de microbiome-métabolite équilibrées, contrairement aux perturbations significatives chez les patients ME / CFS liés à la fatigue, à la douleur, aux problèmes de régulation émotionnelle et aux troubles du sommeil.
Les patients ME / CFS avaient également des niveaux de butyrate plus faibles, un acide gras bénéfique produit dans l'intestin, ainsi que d'autres nutriments essentiels au métabolisme, au contrôle de l'inflammation et à l'énergie. Les patients présentant des niveaux élevés de tryptophane, de benzoate et d'autres marqueurs ont indiqué un déséquilibre microbien. Des réponses inflammatoires accrues, en particulier impliquant des cellules MAIT sensibles à la santé microbienne intestinale, ont également été observées.
« Les cellules MAIT pont la santé intestinale à des fonctions immunitaires plus larges, et leur perturbation aux côtés des voies de butyrate et de tryptophane, normalement anti-inflammatoires, suggère un déséquilibre profond », a déclaré Un utmaz.
Un ensemble de données exploitable
Même si les résultats nécessitent une validation supplémentaire, ils font progresser considérablement la compréhension des scientifiques de ME / CFS et fournissent des hypothèses plus claires pour les recherches futures, ont déclaré les auteurs.
Étant donné que les modèles animaux ne peuvent pas pleinement refléter les perturbations neurologiques, physiologiques, immunitaires et autres complexes complexes observées dans ME / CFS, OH a déclaré qu'il serait crucial d'étudier les humains directement pour identifier des facteurs modifiables et développer des traitements ciblés.
« Le microbiome et le métabolome sont dynamiques », a déclaré Oh. « Cela signifie que nous pouvons être en mesure d'intervenir le régime alimentaire, le mode de vie ou les thérapies ciblées de manière à ne pas offrir les données génomiques. »
Biomapai a également atteint une précision d'environ 80% dans les ensembles de données externes, confirmant les principaux biomarqueurs identifiés dans le groupe d'origine. Cette cohérence à travers diverses données était frappante, ont déclaré les auteurs.
« Malgré diverses méthodes de collecte de données, les signatures de maladies courantes ont émergé dans les acides gras, les marqueurs immunitaires et les métabolites », a déclaré Oh. « Cela nous dit que ce n'est pas aléatoire. C'est une vraie dérégulation biologique. »
Les chercheurs ont l'intention de partager largement leur ensemble de données avec Biomapai, qui soutient les analyses à travers divers symptômes et maladies, intégrant efficacement les données multi-omiques difficiles à reproduire dans les modèles animaux.
« Notre objectif est de construire une carte détaillée de la façon dont le système immunitaire interagit avec les bactéries intestinales et les produits chimiques qu'ils produisent », a déclaré Oh. « En connectant ces points, nous pouvons commencer à comprendre ce qui motive la maladie et ouvrir la voie à une médecine vraiment précise qui est depuis longtemps hors de portée. »
