Une récente Transduction du signal et thérapie ciblée L’étude a exploré le rôle du microbiome intestinal et de ses métabolites dans la modification des résultats thérapeutiques des maladies humaines.
Cette étude a examiné et résumé les recherches disponibles sur la manière dont le microbiome intestinal influence l’absorption, la distribution, le métabolisme et l’excrétion des médicaments thérapeutiques (ADME).
Étude: Interactions médicament-microbiote : une priorité émergente pour la médecine de précision. Crédit d’image : Meeko Media/Shutterstock.com
Sommaire
Réaction médicamenteuse variable selon les individus
Les médicaments qui répondent bien chez un patient peuvent provoquer des effets indésirables graves (EIM) chez d’autres. Cet événement a été appelé variabilité individuelle de la réponse médicamenteuse (IVDR).
Cette variabilité est attribuée à de multiples facteurs, notamment la génétique, l’âge, le sexe, le mode de vie, l’état pathologique, l’environnement, le microbiote intestinal et les interactions médicamenteuses. Tous ces facteurs jouent un rôle crucial dans l’efficacité optimale du traitement pharmaceutique nouvellement développé et dans la réduction du risque d’effets indésirables.
Les facteurs génétiques sont associés à 95 % de la variabilité interindividuelle de la pharmacocinétique (PK) et de la pharmacodynamique (PD) des médicaments pour des classes de médicaments ou des médicaments spécifiques.
L’évolution de la génétique vers la génomique a conduit à l’émergence de la pharmacogénomique, qui aide à recommander des thérapies médicamenteuses spécifiques à des sous-populations de patients génétiquement définies.
Les variations génétiques influencent les cibles des médicaments, leur transport ainsi que leur métabolisme. Les facteurs environnementaux influencent également l’efficacité, le métabolisme et la toxicité des médicaments.
La différence de pharmacocinétique entre les enzymes métabolisant les médicaments et les transporteurs peut conduire à une DRIV et augmenter le risque d’effets indésirables. Il est nécessaire de mener une étude phénotypique et mécanistique plus approfondie du métabolisme des médicaments, qui puisse être appliquée à des modèles cliniques pour éviter les effets indésirables.
L’association entre la diversité microbienne et l’IVDR
La composition, la diversité et la fonction microbiennes intestinales sont importantes pour le système immunitaire, la réponse aux médicaments et la progression de la maladie. Il est important de noter que contrairement au génome humain, le microbiome intestinal est totalement adaptatif et mobile. Par conséquent, ceux-ci peuvent être manipulés pour améliorer l’efficacité des médicaments.
La diversité microbienne intestinale offre une capacité métabolique exceptionnelle, qui peut dépasser celle de l’hôte. Ces micro-organismes peuvent directement modifier le métabolisme des médicaments de plusieurs manières, notamment en produisant des enzymes qui catalysent ou dégradent la molécule médicamenteuse, en modifiant les niveaux métaboliques des médicaments chez l’hôte et en entrant en compétition avec les molécules médicamenteuses pour une enzyme métabolique.
Les enzymes codées par le microbiote pourraient être utilisées comme cibles potentielles pour la modification de la pharmacocinétique, ce qui pourrait à terme améliorer la réponse clinique. Il convient également de noter que l’administration de médicaments affecte la composition, la croissance et la diversité microbiennes de l’intestin, ce qui pourrait conduire à une fonction microbienne variable.
Les altérations des expressions des enzymes métaboliques et des transporteurs de médicaments ainsi que les changements de l’état pathologique influencent la synthèse des composés métaboliques, ce qui affecte la PD et la pharmacocinétique des médicaments..
Mécanismes sous-jacents et interactions entre les génomes humains et les génomes du microbiote intestinal qui influencent la DRIV
Les interactions entre le génome humain et les génomes microbiens intestinaux conduisent à la synthèse de composés, tels que les acides gras à chaîne courte (AGCC), les acides aminés (AA) et les acides biliaires (BA), bénéfiques pour la santé humaine.
Les gènes codés par le microbiote intestinal améliorent considérablement la capacité métabolique des humains. Par conséquent, il est impératif de mesurer les métabolites pour gérer et améliorer la réponse médicamenteuse à la maladie.
Il est extrêmement important de comprendre comment l’interaction entre le génome humain hétérogène et la diversité microbienne intestinale influence la DRIV. Ces informations contribueront énormément à améliorer le développement de la médecine de précision en minimisant les effets indésirables.
Le microbiote intestinal influence la DRIV de plusieurs manières. La pharmacomicrobiomique joue un rôle essentiel dans l’évaluation de l’efficacité et de l’innocuité d’un médicament, en considérant divers mécanismes d’interaction entre le microbiote et l’IVDR.
Mécaniquement, le microbiote peut modifier les activités des enzymes qui métabolisent les médicaments dans l’organisme. En conséquence, l’efficacité du médicament est réduite et augmente les effets indésirables. Par exemple, les bêta-lactamases sont une enzyme produite par un microbe intestinal qui peut dégrader les antibiotiques bêta-lactamines, les rendant ainsi inefficaces.
Le microbiote intestinal peut induire une résistance aux médicaments au fil du temps, probablement en raison de l’acquisition de gènes de résistance provenant d’autrui ou de mutations dans l’ADN microbien. De plus, les microbes intestinaux peuvent modifier les cibles des médicaments dans l’organisme, réduisant ainsi l’efficacité thérapeutique.
Par exemple, le site cible des antibiotiques fluoroquinolones a été modifié par le microbiote intestinal, qui a empêché les molécules médicamenteuses de se lier et d’inhiber la fonction enzymatique.
Plusieurs études ont indiqué que les microbes intestinaux peuvent modifier l’ADME des médicaments en affectant la pharmacocinétique, ce qui entraîne une altération de l’efficacité thérapeutique et des effets indésirables. Les antibiotiques perturbent l’écosystème naturel du microbiote de l’hôte et provoquent une prolifération d’espèces pathogènes, telles que Clostridium difficile.
Ces altérations de la structure et de la composition microbiennes intestinales peuvent provoquer des infections et augmenter les effets indésirables. De plus, le microbiote intestinal peut influencer l’absorption des médicaments en régulant l’expression des protéines à jonction serrée dans l’intestin.
Conclusions
Le microbiome intestinal joue un rôle important dans l’efficacité et la sécurité des médicaments. Ces biomarqueurs peuvent être potentiellement utilisés pour le diagnostic de maladies et les prédictions pronostiques.
Bien que la variabilité interindividuelle du microbiote humain et l’émergence de nouvelles souches de microbiote multirésistantes puissent entraver l’efficacité de la médecine de précision, ces lacunes pourraient être surmontées pour améliorer l’applicabilité de la médecine de précision aux futurs théranostics.
Une compréhension approfondie de la manière dont les microbes intestinaux influencent la DRIV en fonction des types de microbiote, des biomarqueurs spécifiques et des métabotypes contribuera de manière significative au développement d’une médecine de précision efficace.
