Selon l'Organisation mondiale de la santé, les maladies hépatiques chroniques représentent un problème de santé publique mondial majeur qui touche environ 844 millions de personnes. C'est l'une des principales causes de mortalité en Australie, au Royaume-Uni et aux États-Unis.
Dans le même temps, il est à la fois difficile à gérer et il n'y a pas de traitement hépatique anti-fibrotique approuvé par la FDA. Le microbiome – un ensemble complexe de microbes qui peuplent l'intestin – peut être un indicateur inattendu de la santé.
Maintenant, une équipe collaborative de Salk Institute et de scientifiques de l'UC San Diego a créé un nouvel outil de diagnostic basé sur le microbiome qui, avec la précision des meilleurs médecins, identifie rapidement et à peu de frais la fibrose hépatique et la cirrhose dans 90% des cas chez les patients humains.
La méthode non invasive s'appuie sur un algorithme pour analyser les échantillons de selles des patients – qui contient des traces de ce qui vit dans l'intestin – et pourrait améliorer les soins aux patients et les résultats du traitement des maladies du foie, comme détaillé en ligne le 30 juin 2020 dans Métabolisme cellulaire.
Le microbiome est un capteur vivant dynamique de petits changements dans la santé et les maladies dans le corps, et en tant que tel, il fournit une lecture précise de la santé du corps. Parce que ce diagnostic est rapide et peu coûteux, il pourrait être quelque chose qui est largement utilisé, en particulier dans les nombreux domaines qui manquent de cliniques spécialisées et de médecins. En termes simples, cela pourrait changer la donne, avec des implications mondiales. «
Ronald Evans, co-correspondant auteur de l'étude et professeur,
Evans est également titulaire de la chaise March of Dimes.
La stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) est la principale cause de maladie hépatique chronique dans le monde et peut évoluer vers une fibrose et une cirrhose du foie et potentiellement un cancer, car le foie commence à subir des cicatrices et la mort cellulaire.
Mais les outils de diagnostic de la fibrose hépatique et de la cirrhose font défaut. Les biopsies sont invasives et peuvent manquer des régions lésées du foie, et les IRM sont coûteuses et ne sont souvent pas disponibles dans les zones rurales.
Pour relever ces défis, l'équipe de recherche a exploré le microbiome comme un moyen de répondre au besoin urgent d'un nouveau test pour identifier les patients à risque.
«Nous avons cherché à développer un test universel et non invasif pour la fibrose hépatique et la cirrhose basé sur une« signature microbiome »de la maladie», explique Michael Downes, scientifique principal à Salk et co-auteur de l'étude.
En collaboration avec des scientifiques du département de médecine de l'UC San Diego, l'équipe a optimisé une méthode de calcul appelée apprentissage automatique pour découvrir une signature de maladie complexe basée sur 19 espèces bactériennes présentes dans les échantillons de selles d'un groupe de patients.
La signature est constituée des différentes quantités de bactéries, créant une empreinte digitale universelle pour identifier la fibrose hépatique et la cirrhose.
L'étude a inclus 163 échantillons cliniques de membres de la famille en bonne santé et malades pour identifier les variables qui étaient indicatives d'une maladie du foie.
En utilisant les données du profilage génétique du microbiome et des métabolites des échantillons de selles, les chercheurs ont découvert une signature du microbiome associée à un diagnostic de cirrhose avec une précision de 94%.
La signature du microbiome pourrait également déterminer le stade de la fibrose hépatique, ce qui pourrait permettre aux médecins de classer les patients en fonction de leur stade de la maladie et d'améliorer les stratégies de traitement.
«Ces résultats démontrent qu'il est possible d'utiliser l'apprentissage automatique pour identifier une signature universelle qui peut être utilisée pour un diagnostic précis d'une maladie, telle que la cirrhose du foie», explique Tae Gyu Oh, premier auteur de l'article et chercheur postdoctoral au Laboratoire d'Evans.
« Les modèles que nous avons trouvés reflètent la complexité du microbiome et la façon dont la santé intestinale affecte probablement la maladie. »
Les chercheurs ont ensuite appliqué leur signature de microbiome à deux populations indépendantes de patients de Chine et d'Italie.
La signature de l'équipe a pu identifier avec précision la cirrhose chez plus de 90% des patients, ce qui valide la puissance et la précision de l'algorithme à travers différents gènes et régimes alimentaires.
« Il est remarquable qu'une signature de microbiome intestinal dérivée de patients résidant dans le sud de la Californie pour une cirrhose ait pu prédire la cirrhose dans deux cohortes indépendantes résidant en Chine et en Italie. »
« Cela témoigne des nouvelles découvertes qui restent à réaliser dans le rôle du microbiome intestinal pour diagnostiquer et stratifier les maladies du foie en fonction des risques », explique Rohit Loomba, co-auteur et directeur du centre de recherche NAFLD à l'UC San Diego. Ecole de Médecine.
« Je pense que le pouvoir d'utiliser le microbiome comme outil de diagnostic ne fait que commencer à se réaliser. »
À l'avenir, les scientifiques examineront le lien de causalité entre le microbiome et la maladie du foie en testant si la restauration de parties du microbiome entraîne une régression de la maladie ou si l'élimination de certaines bactéries l'aggrave.
L'équipe espère également que cette approche pourra être utilisée pour caractériser des maladies supplémentaires, telles que la maladie inflammatoire de l'intestin, le cancer du côlon, la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies qui sont probablement affectées par un microbiome dérégulé.
La source:
Référence de la revue:
Oh, T. G., et al (2020) Une signature dérivée d'un microbiome intestinal universel prédit la cirrhose. Métabolisme cellulaire. doi.org/10.1016/j.cmet.2020.06.005.
