La science est souvent influencée par le monde invisible des bactéries qui coexistent avec nous. Ces organismes microscopiques jouent un rôle crucial dans notre corps, affectant tout, de la digestion à l’humeur.
Des chercheurs de l’Université de Galway ont récemment introduit une collection de 247 092 modèles informatiques de ces bactéries, marquant la plus grande bibliothèque de microbes numériques jamais créée.
Leur projet, connu sous le nom d’Apollo, fournit une nouvelle façon d’étudier le microbiome sans s’appuyer sur des travaux de laboratoire lents.
Cet effort ambitieux est dirigé par le professeur Ines Thiele, un chercheur principal avec APC Microbiome Irelandhébergé à University College Cork.
Elle dirige également le centre jumeau métabolique numérique de l’Université de Galway, où cette vaste collection de modèles est née.
Les microbes numériques ont changé le jeu
Apollo comprend des modèles informatiques détaillés qui capturent les opérations métaboliques de chaque bactérie. Ces opérations incluent les façons dont les microbes convertissent les nutriments en énergie et les sous-produits qui peuvent influencer notre corps.
La bibliothèque comprend également 14 451 simulations communautaires basées sur des échantillons réels de divers groupes d’âge et continents. En analysant ces communautés combinées, les scientifiques peuvent rechercher des schémas liés à différents régimes alimentaires, stades de vie et risques de maladie.
«Apollo marque une étape importante dans la modélisation personnalisée du microbiome à l’échelle mondiale», a déclaré le Dr Cyrille Thinnes, scientifique de projet à l’Université de Galway.
Le Dr Thinnes a noté que l’examen de nos bactéries est crucial pour découvrir comment ils façonnent les conditions à travers le corps.
Brider les microbes et la santé
Le microbiome est une collection dynamique de bactéries, de virus et d’autres micro-organismes. Scientifiques ont longtemps soupçonné que ces compagnons vivants influencent la santé immunitaire, l’absorption des nutriments et de nombreuses maladies chroniques.
Les preuves suggèrent que les déséquilibres dans la flore intestinale peuvent influencer la maladie de Parkinson. L’exploration de ces connexions subtiles peut ouvrir la porte à de nouveaux outils de diagnostic.
Plus largement, cette approche basée sur un logiciel accélère la recherche. Au lieu de gérer des microbes à croissance lente et des conditions de laboratoire délicates, les scientifiques peuvent tester des idées in Silico, permettant des informations rapides et une collaboration de niveau supérieur entre les institutions.
Certaines des communautés numériques de cette bibliothèque révèlent des liens potentiels à des maladies comme La maladie de Crohn. Les chercheurs ont trouvé des marqueurs métaboliques qui peuvent aider à créer de nouvelles façons de détecter ou de suivre cette condition inflammatoire.
Apollo peut également simuler le comportement des bactéries chez les enfants souffrant de malnutrition. Cela pourrait être particulièrement pertinent pour les efforts mondiaux de santé pour lutter contre les impacts de la dénutrition des enfants.
En identifiant des souches ou des métabolites bactériens spécifiques liés à une condition, des traitements peuvent être développés. Les médecins peuvent ajuster le régime alimentaire d’une personne ou prescrire des probiotiques spécialisés pour aider à rééquilibrer l’intestin.
«Le microbiome humain est un acteur vital de la santé et des maladies, interagissant dynamiquement avec son hôte», a expliqué le professeur Thiele. Elle a souligné que ces modèles numériques permettent de voir de plus près comment les microbes pourraient réagir à différentes interventions.
Au-delà de l’intestin
Bien que la plupart des gens associent les bactéries intestinales à la digestion, les microbes habitent également dans la bouche, la peau et d’autres zones du corps. Les données d’Apollo couvrent plusieurs sites corporels, reflétant la large diversité géographique et démographique des populations modernes.
Les communautés non gênées ont souvent des profils bactériens distincts qui peuvent contenir des indices sur la résilience à certaines maladies. L’étude de ces variations pourrait éclairer les mesures de santé publique sur l’utilisation des antibiotiques et les directives alimentaires.
Cette perspective plus large aide les chercheurs à voir comment différentes conditions de vie façonnent les écosystèmes microbiens. En comparant de nombreuses populations, les scientifiques espèrent identifier les modèles liés à de meilleurs résultats pour la santé.
Modèles de microbes numériques pour les soins de santé
Ces modèles numériques représentent une ressource en évolution pour les soins de santé personnalisés. En fusionnant les données des patients avec des simulations de microbiome, les médecins pourraient bientôt proposer des traitements plus ciblés.
Les essais humains seront toujours nécessaires, mais le travail de calcul aide à affiner les idées les plus prometteuses. Au lieu de perdre du temps sur de grandes suppositions, les spécialistes peuvent rapidement identifier des stratégies qui montrent le plus potentiel des tests numériques.
Les experts voient un avenir où jumeaux numériques de patients Peut prédire les interactions entre l’alimentation, la médecine et le microbiome. Cela peut réduire les essais et erreurs, apportant des traitements plus précis au public.
Apollo prouve que la modélisation à grande échelle peut fonctionner en dehors d’un laboratoire typique. Il offre une étape vers la rendez-vous plus complète et accessible à ces simulations.
Les équipes du monde entier peuvent désormais exploiter cette ressource et découvrir de nouvelles connexions de santé. La recherche peut finalement conduire à des percées dans le diagnostic, le développement de médicaments et les sciences nutritionnelles.
L’étude est publiée dans la revue Systèmes cellulaires.
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