Dans une nouvelle étude révolutionnaire, menée dans le cadre du pôle d'excellence financé par la FWF « Les microbiomes conduisent à la santé planétaire », des scientifiques de l'Université de Vienne, en collaboration avec l'Université de Southampton, l'Université d'Aalborg et l'Université de Boston, ont révélé que le médicament largement prescrit contre la maladie de Parkinson entacapone perturbe considérablement le microbiome intestinal humain en induisant une carence en fer. L'étude, publiée dans Microbiologie naturelle, fournit de nouvelles informations sur l’impact souvent négligé des médicaments destinés aux humains sur les communautés microbiennes qui jouent un rôle essentiel dans la santé humaine.
Bien qu'il soit bien établi que les antibiotiques peuvent perturber considérablement le microbiome intestinal humain, des recherches émergentes montrent qu'un large éventail de médicaments destinés à l'homme, en particulier ceux utilisés pour traiter les affections neurologiques, peuvent également affecter profondément les communautés microbiennes vivant dans notre corps. Malgré leurs effets thérapeutiques attendus sur différents organes, ces médicaments peuvent perturber par inadvertance l’équilibre des microbes intestinaux, entraînant des conséquences potentielles sur la santé. Jusqu’à présent, la plupart des études portant sur ces interactions reposaient soit sur des analyses de cohortes de patients affectées par de nombreux facteurs de confusion, soit sur des expériences utilisant des bactéries intestinales isolées, qui ne capturent pas pleinement la complexité du microbiome humain.
Un nouveau modèle d’étude pour étudier les interactions médicament-insectes
Utilisant une nouvelle approche expérimentale, l'équipe internationale a étudié les effets de deux médicaments ; l'entacapone et loxapineun médicament contre la schizophrénie ; sur des échantillons fécaux provenant de donneurs humains en bonne santé. Ils ont incubé les échantillons avec des concentrations thérapeutiques de ces médicaments, puis analysé l'impact sur les communautés microbiennes à l'aide de techniques moléculaires et d'imagerie avancées, notamment le marquage à l'eau lourde associé à la spectroscopie Raman stimulée (SRS). L'équipe a découvert que la loxapine et plus encore l'entacapone inhibaient gravement de nombreux membres du microbiome, tout en E. coli considérablement élargi en présence d’entacapone.
Les résultats étaient encore plus frappants lorsque nous avons examiné l’activité microbienne, plutôt que simplement leur abondance. La méthode eau lourde-SRS nous a permis d'observer les changements subtils mais significatifs du microbiome intestinal, qui sont souvent manqués dans les mesures traditionnelles basées sur l'abondance.
Fatima Pereira, auteur principal de l'étude et ancienne chercheuse postdoctorale, Université de Vienne
L'entacapone induit une privation de fer et favorise les microbes pathogènes
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’entacapone pourrait interférer avec la disponibilité du fer dans l’intestin, une ressource cruciale pour de nombreux microbes. Leurs expériences ont confirmé que l’ajout de fer à des échantillons fécaux contenant de l’entacapone neutralisait les effets altérants du microbiome du médicament. Une enquête plus approfondie a révélé que E. coliqui prospéraient dans ces conditions, étaient dotés d'un système d'absorption du fer très efficace (sidérophore d'entérobactine). Ce système a permis aux bactéries de surmonter le manque de fer et de proliférer, même en présence du médicament.
« En montrant que l'entacapone induit une carence en fer, nous avons découvert un nouveau mécanisme de dysbiose intestinale d'origine médicamenteuse, dans lequel le médicament sélectionne E. coli et d'autres microbes potentiellement pathogènes bien adaptés aux conditions limitantes en fer », a déclaré Michael Wagner, directeur scientifique du pôle d'excellence et vice-directeur du Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux (CeMESS) à l'Université de Vienne.
Implications plus larges pour les interactions médicament-microbiome
Cette découverte a des implications plus larges pour comprendre comment d’autres médicaments destinés aux humains pourraient affecter le microbiome intestinal. Plusieurs médicaments, dont l'entacapone, contiennent des groupes catéchol liant les métaux, ce qui suggère que ce mécanisme pourrait être une voie plus courante d'altérations du microbiome induites par les médicaments.
Les résultats présentent également une opportunité d’atténuer les effets secondaires de médicaments comme l’entacapone. En garantissant une disponibilité suffisante du fer dans le gros intestin, il pourrait être possible de réduire la dysbiose et les problèmes gastro-intestinaux qui accompagnent souvent le traitement de la maladie de Parkinson.
« La prochaine étape consiste à explorer comment nous pouvons modifier les traitements médicamenteux pour mieux soutenir le microbiome intestinal », a déclaré Wagner. « Nous étudions des stratégies pour délivrer sélectivement le fer au gros intestin, où il peut bénéficier au microbiome sans interférer avec l'absorption des médicaments dans l'intestin grêle. »
