Probiotique génétiquement modifié développé pour traiter la sclérose en plaques
Des chercheurs de Brigham travaillent sur une nouvelle approche pour cibler l’auto-immunité dans le cerveau en utilisant des bactéries conçues pour rendre le traitement plus sûr et plus efficace
Des chercheurs de Brigham et Women’s Hospital, membre fondateur du système de santé Mass General Brigham, ont conçu un probiotique pour supprimer l’auto-immunité dans le cerveau, qui se produit lorsque le système immunitaire attaque les cellules du système nerveux central. L’auto-immunité dans le cerveau est au cœur de plusieurs maladies, dont la sclérose en plaques. Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont démontré le potentiel du traitement en utilisant des modèles précliniques de ces maladies, constatant que la technique offrait un moyen plus précis de cibler l’inflammation cérébrale avec des effets secondaires négatifs réduits par rapport aux thérapies standard. Les résultats sont publiés dans la revue Nature.
“Les probiotiques génétiquement modifiés pourraient révolutionner la manière dont nous traitons les maladies chroniques”, a déclaré l’auteur principal Francisco Quintana, PhD, du Centre des maladies neurologiques Ann Romney à Brigham et Women’s Hospital. “Lorsqu’un médicament est pris, sa concentration dans le sang atteint son maximum après la dose initiale, puis ses niveaux diminuent. Cependant, si nous pouvons utiliser des microbes vivants pour produire un médicament de l’intérieur du corps, ils peuvent continuer à produire le composé actif selon les besoins, ce qui est essentiel lorsque nous considérons les maladies chroniques nécessitant un traitement constant.”
Les maladies auto-immunes touchent environ 5 à 8 % de la population américaine. Malgré leur prévalence répandue, il existe peu d’options de traitement pour la plupart de ces maladies. Les maladies auto-immunes qui affectent le cerveau, telles que la sclérose en plaques, sont particulièrement difficiles à traiter en raison de leur emplacement – de nombreuses thérapies pharmacologiques ne peuvent pas accéder efficacement au cerveau en raison de la barrière hémato-encéphalique, un mécanisme de protection qui sépare le cerveau du système circulatoire.
Pour rechercher de nouvelles façons de traiter les maladies auto-immunes, les chercheurs ont étudié les cellules dendritiques, un type de cellule immunitaire abondant dans le tractus gastro-intestinal et dans les espaces autour du cerveau. Ces cellules aident à contrôler le reste du système immunitaire, mais les scientifiques ne connaissent pas encore leur rôle dans les maladies auto-immunes. En analysant les cellules dendritiques dans le système nerveux central de souris, ils ont pu identifier une voie biochimique que les cellules dendritiques utilisent pour empêcher les autres cellules immunitaires d’attaquer le corps.
“Le mécanisme que nous avons découvert est comme un frein pour le système immunitaire”, a déclaré Quintana. “Chez la plupart d’entre nous, il est activé, mais chez les personnes atteintes de maladies auto-immunes, il y a des problèmes avec ce système de freinage, ce qui signifie que le corps n’a aucun moyen de se protéger de son propre système immunitaire.”
Les chercheurs ont découvert que ce frein biochimique pouvait être activé avec du lactate, une molécule impliquée dans de nombreux processus métaboliques. Les chercheurs ont ensuite pu génétiquement modifier des bactéries probiotiques pour produire du lactate.
“Les probiotiques ne sont pas nouveaux – nous les avons tous vus vendus comme des compléments alimentaires et commercialisés comme un moyen de promouvoir la santé”, a déclaré Quintana. “En utilisant la biologie synthétique pour amener les bactéries probiotiques à produire des composés spécifiques pertinents pour les maladies, nous pouvons tirer parti des avantages des probiotiques et les maximiser.”
Ils ont testé leur probiotique sur des souris atteintes d’une maladie ressemblant beaucoup à la sclérose en plaques, et ils ont constaté que même si les bactéries vivent dans l’intestin, elles étaient capables de réduire les effets de la maladie dans le cerveau. Ils n’ont pas trouvé les bactéries dans le sang des souris, suggérant que l’effet observé était le résultat d’une signalisation biochimique entre les cellules de l’intestin et du cerveau.
“Nous avons appris au cours des dernières décennies que les microbes de l’intestin ont un impact significatif sur le système nerveux central”, a déclaré Quintana. “L’une des raisons pour lesquelles nous nous sommes concentrés sur la sclérose en plaques dans cette étude était de déterminer si nous pouvons exploiter cet effet dans le traitement des maladies auto-immunes du cerveau. Les résultats suggèrent que nous le pouvons.”
Bien que l’étude actuelle n’ait examiné que l’effet du probiotique chez les souris, les chercheurs sont optimistes quant à la possibilité de traduire rapidement cette approche en clinique car la souche de bactéries qu’ils ont utilisée pour créer leur probiotique a déjà été testée sur des humains. Les chercheurs travaillent également à adapter leur approche aux maladies auto-immunes qui affectent d’autres parties du corps, en particulier les maladies intestinales telles que le syndrome de l’intestin irritable.
Quintana et ses collègues travaillent à la création d’une entreprise en collaboration avec Mass General Brigham Ventures. En tant que leader mondialement reconnu en matière de recherche et d’innovation, les découvertes réalisées à Mass General Brigham ont conduit à la création de centaines de nouvelles entreprises qui ont stimulé l’innovation scientifique et la croissance économique à travers le Massachusetts, le pays et le monde. Ces entreprises permettent aux patients du monde entier de bénéficier des découvertes de Mass General Brigham.
“La capacité d’utiliser des cellules vivantes comme source de médicaments dans le corps a un énorme potentiel pour créer des thérapies plus personnalisées et précises”, a déclaré Quintana. “Si ces microbes vivant dans l’intestin sont suffisamment