Des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego ont analysé le génome de centaines de parasites du paludisme pour déterminer quelles variantes génétiques sont les plus susceptibles de conférer une résistance aux médicaments. Les résultats, publiés dans Sciencepourrait aider les scientifiques à utiliser l’apprentissage automatique pour prédire la résistance aux médicaments antipaludiques et hiérarchiser plus efficacement les traitements expérimentaux les plus prometteurs en vue d’un développement ultérieur. Cette approche pourrait également aider à prédire la résistance aux traitements dans d’autres maladies infectieuses, voire dans le cancer.
De nombreuses recherches sur la résistance aux médicaments ne peuvent porter que sur un seul agent chimique à la fois, mais ce que nous avons pu faire ici, c'est créer une feuille de route pour comprendre la résistance aux médicaments antipaludiques pour plus d'une centaine de composés différents. Ces résultats seront également utiles pour d’autres maladies, car bon nombre des gènes résistants que nous avons étudiés sont conservés dans différentes espèces. »
Elizabeth Winzeler, Ph.D., professeur à l'École Skaggs de pharmacie et des sciences pharmaceutiques de l'UC San Diego et au Département de pédiatrie de l'École de médecine de l'UC San Diego
Le paludisme, une maladie transmise par les moustiques qui touche des centaines de millions de personnes dans le monde, constitue une menace majeure pour la santé publique dans de nombreuses régions tropicales et subtropicales. Malgré des progrès considérables dans le contrôle de la maladie, le paludisme reste l'une des principales causes de morbidité et de mortalité, en particulier en Afrique, où surviennent 95 % des décès dus au paludisme, selon l'Organisation mondiale de la santé. Les médicaments de première intention ont échoué à plusieurs reprises en raison de la propagation de souches de virus résistantes aux médicaments. Plasmodium falciparumle parasite responsable du paludisme.
« Le besoin de nouveaux traitements plus efficaces contre le paludisme est urgent, mais le financement de la recherche sur le paludisme et du développement de médicaments est très limité », a déclaré Winzeler, qui en plus de son rôle à l'UC San Diego est directrice du projet financé par la Fondation Bill et Melinda Gates. Accélérateur de médicaments contre le paludisme. « Cependant, la communauté de recherche sur le paludisme est organisée et hautement collaborative, et notre étude a pu exploiter ces atouts pour créer une ressource qui facilitera considérablement le processus d'identification et de priorisation de nouveaux traitements contre le paludisme. »
Les chercheurs ont analysé les génomes de 724 parasites du paludisme développés en laboratoire pour résister à l'un des 118 composés antipaludiques différents, comprenant à la fois des traitements établis et de nouveaux agents expérimentaux. En recherchant des modèles de mutations associées à la résistance, les chercheurs ont pu identifier des caractéristiques uniques de ces variantes génétiques, telles que leur emplacement physique dans les gènes, qui pourraient être utilisées pour prédire quelles variations sont susceptibles de contribuer à la résistance aux médicaments.
« Notre objectif ultime est d'utiliser l'apprentissage automatique pour nous aider à comprendre quels composés présentent le plus de risque d'être compromis par la résistance afin que nous puissions rationaliser le processus de développement précoce de médicaments et, à terme, accélérer les essais cliniques des traitements », a déclaré Winzeler. « Cette étude nous donne les données nécessaires pour entraîner ces nouveaux outils. »
« L'étude révèle également comment les réseaux de gènes se réunissent pour médier la résistance entre les classes chimiques et fournit une feuille de route pour la recherche de composés réfractaires à la résistance », ajoute David Fidock, Ph.D., co-auteur et professeur de microbiologie et d'immunologie. au Collège des médecins et chirurgiens Vagelos de l'Université Columbia.
Bien que les résultats aient des implications significatives pour le développement de nouveaux médicaments antipaludiques, les chercheurs soulignent également que leur approche pourrait être pertinente pour différentes maladies. En effet, la machinerie génétique à l’origine de la résistance aux médicaments est cohérente entre les différents agents pathogènes et même au sein des cellules humaines. Par exemple, bon nombre des mutations motrices de résistance identifiées dans l’étude provenaient d’une protéine du parasite P. falciparum, appelée PfMDR1, qui peut déplacer des substances entre diverses parties de la cellule, notamment en éloignant les médicaments de leur site d’action. PfMDR1 a un homologue exact chez l'homme, et les mutations dans la version humaine sont l'un des principaux moteurs de la résistance au traitement du cancer.
« L'impact potentiel de cette étude est énorme et s'étend bien au-delà d'une seule maladie », a déclaré Winzeler. « L'étude du paludisme nous a donné l'opportunité de rassembler cette ressource, et nous espérons que ces résultats contribueront à changer la façon dont nous étudions la résistance aux médicaments dans son ensemble, et pas seulement dans le cas du paludisme. »
