Les chercheurs développent des modèles informatiques avancés qui peuvent prédire si une souche probiotique réussira à coloniser l’intestin d’un individu, mettant potentiellement fin à l’ère des suppléments universels pour la santé intestinale. La nouvelle approche, détaillée dans PLOS Biology, exploite les connaissances existantes sur le métabolisme bactérien pour simuler la façon dont différentes souches interagissent avec le microbiome intestinal unique d’une personne.
Le problème avec les probiotiques
Le marché actuel des probiotiques repose sur une approche à large spectre. Les pilules, les yaourts et même les sodas sont commercialisés avec la promesse d’améliorer la santé intestinale, mais ces produits ne parviennent souvent pas à fournir des résultats cohérents. En effet, le microbiome intestinal de chacun est différent ; ce qui fonctionne pour une personne peut ne pas fonctionner pour une autre. Les simulations résolvent ce problème en prédisant si une souche bactérienne s’installera dans l’intestin d’un individu spécifique et comment elle se comportera une fois établie.
Comment fonctionnent les simulations
Ces modèles, connus sous le nom de modèles métaboliques à l’échelle de la communauté microbienne, simulent la croissance bactérienne sur la base de données existantes sur la façon dont les bactéries intestinales consomment et traitent les nutriments. Les chercheurs insèrent une souche bactérienne simulée dans une représentation numérique du microbiome intestinal d’un individu pour déterminer si elle se développera et quels effets elle aura. «Nous pensions que ce type de plateforme de modélisation pourrait potentiellement nous permettre d’identifier des réponses personnalisées et peut-être même de concevoir des interventions personnalisées», explique Sean Gibbons, chercheur en microbiome à l’Institut de biologie des systèmes.
Validation des modèles
Les simulations ont été testées à l’aide des données de deux essais cliniques : l’un impliquant des symbiotiques (probiotiques plus fibres prébiotiques) pour les patients diabétiques de type 2 et l’autre utilisant un produit biothérapeutique vivant pour les infections récurrentes à * Clostridioides difficile . Dans les deux cas, le modèle a prédit avec précision quelles bactéries coloniseraient l’intestin avec une précision de 75 à 80 % *, notamment en prédisant l’augmentation de la production bénéfique d’acides gras à chaîne courte.
L’étude a également validé les simulations par rapport aux changements alimentaires réels. Même lorsque les individus adoptaient un régime alimentaire riche en fibres, le modèle prédisait avec précision la réponse de leur intestin. Cela suggère que les simulations peuvent aller au-delà des effets à court terme et prédire les changements à long terme du microbiome.
Ce que cela signifie pour l’avenir
Les implications sont importantes : les médecins pourraient bientôt « tester » des interventions probiotiques sur des modèles numériques de l’intestin d’un patient avant de les prescrire. Les chercheurs envisagent un avenir dans lequel les thérapies personnalisées du microbiome seront conçues à l’aide de ces modèles, plutôt que de s’appuyer sur des produits génériques disponibles dans le commerce.
« Si nous pouvons prendre le modèle d’une personne et simuler des milliers d’interventions en quelques minutes ou heures, nous obtiendrons soudainement une sorte de « jumeau numérique » qui peut commencer à se rapprocher des réponses individualisées des gens », explique Gibbons. Son équipe planifie actuellement un essai clinique pour comparer l’efficacité des interventions personnalisées par rapport aux traitements probiotiques standards.
La recherche renforce l’idée selon laquelle les meilleures bactéries pour la santé intestinale dépendent de l’individu et de son environnement. « Beaucoup de ces bactéries ne sont bénéfiques que dans certains contextes », explique Nick Quinn-Bohmann, chercheur en microbiome. “Cela n’a pas de sens d’avoir une gamme unique de probiotiques pour tout le monde.”
Ces simulations représentent une étape importante vers des solutions véritablement personnalisées pour la santé intestinale, allant au-delà de l’approche actuelle d’essais et d’erreurs.
