Dans un article récent publié dans Transduction du signal et thérapie cibléeles chercheurs ont examiné en profondeur les interactions complexes entre le microbiote intestinal et les médicaments couramment utilisés contre plusieurs maladies systémiques humaines, par exemple le cancer, les troubles endocriniens et les maladies cardiovasculaires (MCV).
Étude: Interactions médicament-microbiote : une priorité émergente pour la médecine de précision. Crédit d’image : Helena Nechaeva/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
En particulier, ils se sont concentrés sur l’étude de la pharmacomicrobiomique de la variabilité individuelle de la réponse aux médicaments (IVDR), la principale cause des effets indésirables des médicaments (EIM).
La pharmacomicrobiomique explore notamment la corrélation entre les variations du microbiote intestinal et les IVDR et les ADR. Les connaissances sur l’impact de l’IVDR sont cruciales pour poursuivre les recherches en pharmacomicrobiome et libérer tout son potentiel pour la médecine de précision.
Introduction
Le microbiote intestinal, contenant plus de 100 000 milliards de microbes et cinq millions de gènes, est de plus en plus considéré comme un « organe métabolique » ou un deuxième génome.
Les scientifiques pensent que cet écosystème hétérogène modifie directement et indirectement l’absorption, la distribution, le métabolisme et l’excrétion (ADME) des médicaments. De plus, ils peuvent modifier la pharmacodynamique (PD) et la pharmacocinétique (PK) des médicaments.
L’IVDR prolonge le traitement, ce qui entraîne un fardeau sanitaire et économique important. Des études récentes ont souligné que la diversité génétique à elle seule peut expliquer une proportion limitée d’IVDR ; ainsi, le microbiote intestinal et ses métabolites sont très susceptibles de moduler les résultats thérapeutiques des maladies humaines.
Il est également possible que cette relation soit bidirectionnelle et que les médicaments, à leur tour, modulent également la composition et la fonction du microbiote intestinal, entraînant une altération du métabolisme microbien et de la réponse immunitaire.
Causes du DRIV
Plusieurs facteurs, notamment la génétique, l’environnement, l’âge, le sexe, le mode de vie, les maladies, les médicaments et le microbiote intestinal, influencent la DRIV.
Compte tenu des variations dans le métabolisme, le transport et les cibles des médicaments qui affectent la réponse au traitement, il est crucial de comprendre les interactions entre les facteurs génétiques et externes pour les stratégies de médecine de précision.
Grâce à des techniques de séquençage à haut débit, le Human Microbiome Project (HMP) a accumulé de nombreuses données sur le microbiote qui ont fait progresser la compréhension des troubles liés au microbiote, contribuant ainsi à des méthodes de diagnostic et des traitements innovants et ouvrant de nouvelles voies pour aborder la DRIV.
La recherche des interactions médicament-microbiote est un domaine systématiquement développé, dont la pharmacomicrobiomique, la pharmacométabonomie et la pharmacométagénomique sont des sous-disciplines.
Certaines technologies populaires pour examiner les médicaments et les interactions individuelles du microbiote sont 16S et 18S Amplicons d’acide ribonucléique ribosomal (ARNr) et séquençage de fusil de chasse du métagénome entier.
Pharmacomicrobiomique dans les maladies systémiques humaines
Les chercheurs ont décrit les mécanismes par lesquels les médicaments et le microbiote intestinal interagissent dans diverses maladies systémiques humaines. Pour le cancer, ils ont décrit les interactions du microbiote du cyclophosphamide (CTX), de l’irinotécan (CPT-11), de l’oxaliplatine et du cisplatine, ainsi que des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires (ICI).
De même, pour les maladies cardiovasculaires, ils ont décrit les interactions entre les médicaments, la warfarine, les statines, la digoxine et les inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ACE-I) sur le microbiote.
Concernant leur mécanisme d’action, il variait selon les médicaments. Par exemple, les ICI ont affecté l’immunité intestinale, entraînant des altérations du microbiote intestinal, et les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) ont interféré avec le métabolisme microbien dans l’intestin.
De la même manière, les laxatifs ont modifié l’environnement alimentaire de l’intestin, réduisant ainsi la disponibilité des nutriments nécessaires aux bons microbes intestinaux. En général, les antibiotiques perturbent l’écosystème naturel du microbiote, entraînant la prolifération et la colonisation d’espèces pathogènes et ayant un impact sur la sécurité des médicaments.
Ainsi, une meilleure compréhension de ces relations pourrait aider à trouver des médicaments plus bénéfiques et plus sûrs pour la gestion des IVDR.
Conclusions et perspectives d’avenir
Certains des défis de la recherche en pharmacomicrobiomique consistent à normaliser les méthodologies de collecte d’échantillons, de séquençage et d’analyse des données.
La compréhension des mécanismes régissant les interactions médicament-microbiote est limitée. De plus, l’utilisation des données sur le microbiote dans la pratique clinique soulève des considérations éthiques. Relever ces défis nécessiterait une collaboration entre les chercheurs, les cliniciens et les partenaires industriels.
Les chercheurs ont mis en évidence cinq stratégies pour surmonter ces défis. Premièrement, ils ont souligné la nécessité de relier le génome de référence du microbiote, les relations microbiote-maladie et les bases de données de prédiction des associations microbiote-médicament aux bases de données pharmacomicrobiologiques.
Deuxièmement, ils ont soulevé la nécessité de développer des modèles prédictifs et des outils informatiques permettant de simuler les interactions médicament-microbiote.
Troisièmement, ils ont proposé d’utiliser des prébiotiques et des probiotiques pour modifier le microbiote intestinal, améliorer l’efficacité des médicaments et réduire les effets indésirables. Quatrièmement, les chercheurs ont expliqué comment la transplantation de microbiote fécal (FMT) pourrait aider à traiter des maladies digestives complexes et la colonisation du microbiote pathogène.
Enfin, ils ont décrit les bénéfices de la thérapie bactériophage contre les infections bactériennes.
En conclusion, l’IVDR entrave la mise en œuvre efficace de biomarqueurs du microbiote, considérés comme des agents prometteurs pour le diagnostic et la prédiction en médecine de précision.
Ainsi, une approche innovante est nécessaire pour intégrer plusieurs ensembles de données multi-omiques dans la base de données IVDR Atlas, intégrer les données génomiques humaines et microbiotes et traduire les données de laboratoire en pratique clinique, facilitant ainsi de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les maladies systémiques humaines.
Des efforts supplémentaires sont nécessaires pour exploiter tout le potentiel de la pharmacomicrobiomique, l’étude des interactions médicament-microbiote et médicament-microenzyme, en médecine de précision, en abordant la DRIV et en améliorant les résultats pour les patients.
À l’avenir, cela pourrait contribuer au développement de nouveaux protocoles thérapeutiques englobant les tests pharmacomicrobiens et le typage du microbiote.
