Dans une grande étude de réévaluation, les scientifiques ont trouvé une «association définitive» entre les bactéries intestinales et les troubles du spectre autistique.
La relation entre le microbiome intestinal et les troubles du spectre autistique (TSA) échappe aux esprits les plus brillants depuis plus de 20 ans. Mais les nouvelles technologies offrent une lueur d’espoir.
Dans une étude révolutionnaire publiée dans la revue scientifique Nature Neuroscience, les scientifiques affirment avoir établi une « association définitive » entre les changements temporels de la composition du microbiome intestinal et les traits et symptômes observables des personnes atteintes de TSA.
En utilisant un nouvel algorithme, les chercheurs se sont penchés sur des décennies de recherche et ont confirmé une relation complexe entre le microbiome intestinal et les TSA, ouvrant la voie à de futures avancées en matière de thérapie et de traitement.
L’autisme est une affection neurodéveloppementale complexe caractérisée par un large éventail de troubles cognitifs, comportementaux et de communication. Il s’agit d’un trouble du spectre, ce qui signifie que les symptômes et la gravité varient considérablement d’un individu à l’autre.
Le microbiote intestinal est la communauté de micro-organismes – les « bonnes » et les « mauvaises » bactéries – résidant dans notre tube digestif. Le bon équilibre de ces bactéries joue un rôle vital dans la digestion, le métabolisme, la fonction immunitaire et la santé globale.
Le lien potentiel entre l’autisme et le microbiome est apparu pour la première fois dans les années 1990 lorsque les parents ont commencé à signaler des changements dans le comportement de leurs enfants autistes lorsque les enfants prenaient des antibiotiques, des médicaments qui tuent certaines bactéries intestinales.
Les observations anecdotiques ont déclenché une énorme vague de recherches scientifiques, conduisant à des dizaines d’études suggérant des variations pertinentes – mais incohérentes – dans la composition microbienne intestinale des personnes atteintes de TSA.
Las de financer d’autres études qui ne déplaceraient pas l’aiguille et n’ajouteraient peut-être pas à la confusion, la Simons Foundation Autism Research Initiative (SFARI) – un programme de recherche dédié à démêler les causes et les mécanismes des TSA – a décidé d’agir. Ils ont embauché le Dr Gaspar Taroncher-Oldenburg, à l’époque un scientifique indépendant, pour « aider à donner un sens à tout cela » et « faire l’analyse du paysage du travail qui était actuellement disponible sur le microbiome et l’autisme », a déclaré John Spiro, vice-président senior et scientifique senior chez SFARI.
Taroncher-Oldenburg – maintenant directeur des alliances thérapeutiques à l’Université de New York – s’est associé au Dr Jamie Morton, biologiste informatique et informaticien qui était à l’époque postdoctoral au Flatiron Institute – une branche de la Fondation Simons – pour faire avancer la recherche grâce à des méthodes de calcul.
Une nouvelle approche du puzzle autisme-microbiome
La plupart des études qui ont été faites dans le passé autour des TSA et du microbiome « ont montré peu de chevauchement entre eux », dit Taroncher-Oldenburg, et « personne ne pouvait vraiment indiquer un mécanisme spécifique ».
« Tous ceux à qui nous avons parlé diraient, peut-être que c’est le système immunitaire, peut-être que c’est le régime alimentaire, et tout cela canalisé par l’intestin », a déclaré Taroncher à L’Observatoire de l’Europe Next.
Il est aussi largement supposé que le système immunitaire joue un rôle important dans le développement des TSA.
« Alors nous avons dit, d’accord, nous avons 10, 15, 20 ans de données. Rien ne semble avoir vraiment de sens, mais il y a quelque chose là-dedans. Qu’est-ce que c’est? Prenons un peu de recul et regardons tout cela avec une nouvelle perspective », se souvient-il.
Une équipe diversifiée de 43 experts du monde entier a été réunie pour réanalyser 25 ensembles de données précédemment publiés contenant le microbiome et d’autres informations «omiques» – telles que l’alimentation, la réponse du système immunitaire, les marqueurs d’inflammation et les profils d’expression génique dans le cerveau humain.
Mais lorsqu’il s’agissait d’analyser tous ces ensembles de données, il y avait « une longue liste de défis à surmonter », explique Morton, comme l’agrégation des différentes données des 25 études pour établir des comparaisons directes.
Les scientifiques « ont certainement examiné plus de 25 études ». Cependant, ils ont consacré près d’un an à l’accès, au nettoyage et à la conservation des données, ce qui a déterminé le choix final.
Il est important de noter qu’avec chaque ensemble de données et à l’aide d’algorithmes nouveaux et sophistiqués, l’équipe a identifié les paires les mieux appariées d’individus autistes et neurotypiques – individus sans autisme – en termes d’âge et de sexe, car ce sont les « deux principaux facteurs de confusion » dans le étude du microbiome et de l’autisme, respectivement.
« Le microbiome d’un enfant de quatre ans est très différent de celui d’un enfant de sept ans et de celui de dix ans. Et puis, en termes d’autisme, il y a une dichotomie en termes d’incidence entre filles et garçons ou garçons et filles. «
La recherche suggère que l’autisme est environ 4,2 fois plus répandu chez les garçons que chez les filles. Mélanger les résultats des filles et des garçons diluerait les résultats.
En utilisant cette approche, les chercheurs ont pu « augmenter considérablement » le nombre de points de données qu’ils pouvaient analyser.
« Et donc, au lieu de prendre des moyennes par étude, nous avions une tonne de paires d’enfants, puis nous avons regroupé ces paires sur toutes les études, et c’est là que le signal a vraiment brillé », a déclaré Morton.
La grande évaluation a-t-elle déterminé une relation entre le microbiome et les TSA ?
L’étude a révélé « un lien entre le microbiome et divers gènes immunitaires », ainsi que « des liens avec le microbiome et l’alimentation », dont beaucoup sont « liés à des voies neurologiques putatives et à des neurotransmetteurs, qui sont essentiels pour la signalisation cérébrale », a déclaré Morton à L’Observatoire de l’Europe. Suivant. « Et c’est la partie qui m’a en quelque sorte choqué. »
En d’autres termes, « l’association est réelle – c’est ce que nous avons appris de notre étude. Les mécanismes de celle-ci doivent encore être élaborés », a déclaré Taroncher-Oldenburg.
Il y avait aussi « un chevauchement énorme qui était très, très inattendu » entre les microbes associés à l’autisme et ceux identifiés dans une récente étude à long terme sur la transplantation de microbiote fécal (FMT) cela suggérait des avantages à long terme sur les symptômes de l’autisme et le microbiote intestinal grâce à la thérapie de transfert de microbiote, déclare Taroncher-Oldenburg.
« L’étude FMT originale a montré une amélioration des symptômes chez ces enfants autistes. Et puis notre étude a fourni plus de preuves sur les raisons pour lesquelles cela pourrait être le cas », note-t-il.
La nouvelle étude d’évaluation « ne démontre pas que le microbiome » cause l’autisme « ou quelque chose comme ça », a ajouté Spiro, « il démontre une corrélation statistique entre le microbiome altéré et l’autisme. Mais le sens de la causalité n’est toujours pas clair ».
« Nous ne disons pas non plus que nous avons une liste de bogues, et en fait, c’est quelque chose que nous avons évité avec véhémence », déclare Taroncher-Oldenburg, car « ce ne sont peut-être pas les microbes qui sont importants, mais les gènes qu’ils contiennent et les fonctions qu’ils remplissent ».
Il se peut toujours que la dérégulation du microbiome soit due, par exemple, aux préférences alimentaires des personnes autistes, qui ont tendance à être des « mangeurs très difficiles », a déclaré Morton.
Une nouvelle discipline : ouvrir la voie à une nouvelle ère
À l’avenir, la réévaluation de Taroncher-Oldenburg et Morton jettera les bases d’« une manière analytique très puissante de poser ces questions et d’essayer de décider quelle est l’approche informatique la plus appropriée pour examiner ces ensembles de données vraiment complexes », déclare Spiro.
« Cette étude a nécessité > 100 fois plus de puissance de calcul que la plupart des études sur le microbiome », déclare Morton.
« Ce n’est pas quelque chose que vous pouvez faire avec une feuille de calcul sur votre bureau », a ajouté Taroncher-Oldenburg.
Cependant, l’avenir de la recherche exige plus que de l’informatique de pointe.
« Il faut une nouvelle discipline parce que l’informatique seule ne suffit pas, dit Morton. « Ces systèmes sont si complexes que vous avez besoin d’IA couplée à des statistiques, couplées à la biologie, pour ouvrir une nouvelle infrastructure et distiller sa complexité. »
Mais la communauté est, enfin, en train de « accepter » que le microbiome « pourrait influencer qui nous sommes dans une très grande mesure, et qu’il pourrait être aussi important que nos propres gènes », note Taroncher-Oldenburg.
