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Microbiome intestinal : d'une hypothèse ancestrale à un secteur d'activité représentant une valeur de plusieurs millions de dollars
Quel organe du corps humain pèse 2 kg et est plus gros que le cerveau humain moyen ? Le microbiome intestinal n'est peut-être pas la première réponse qui vient à l'esprit, mais on l'a qualifié « d'organe oublié » en raison de son influence majeure sur notre physiologie et nos pathologies.
Au XXe siècle, le microbiologiste russe lauréat du prix Nobel Élie Metchnikoff fut le premier à identifier le potentiel de manipulation du microbiome humain avec des bactéries positives pour l'hôte présentes dans le yaourt, en vue d'améliorer la santé et de retarder le vieillissement. Cette hypothèse ancestrale s'est transformée en une industrie d'une valeur de plusieurs millions de dollars depuis qu'une activité remarquable a incité Forbes à désigner les années 2010 comme Décennie du microbiome. La valeur du marché mondial du microbiome humain a été estimée à 269 millions de dollars en 2023 et on prévoit qu'elle atteindra 1,37 million de dollars d'ici 2029, avec un TCAC de 31,1 % jusqu'à cette date.
L'influence du microbiome intestinal sur notre santé
Les quatre phylums résidents dominants de l'intestin humain sont les firmicutes (qui contiennent des lactobacilles), les bactéroïdes, les actinobactéries (qui contiennent des bifidobactéries) et les protéobactéries. Les microbiotes humains collaborent étroitement avec le tube digestif pour exercer cinq fonctions principales, notamment soutenir la maturation du tube digestif, fournir une fonction de barrière contre les pathogènes et les toxines et promouvoir le développement du système immunitaire.
- Promouvoir la digestion.
- Soutenir la maturation du tube digestif.
- Fournir une fonction de barrière contre les pathogènes et les toxines.
- Jouer un rôle protecteur dans la promotion du développement du système immunitaire.
- Soutenir la synthèse des vitamines essentielles, y compris la vitamine B.
Le matériel génétique important encodé dans le microbiome intestinal est capable de synthétiser les enzymes grâce à des capacités métaboliques polyvalentes et de préserver les fonctions importantes de l'hôte, par exemple les acides gras à chaîne courte, les acides biliaires, les dérivés du tryptophane et de l'indole et les neurotransmetteurs.
Toute perturbation du microbiome intestinal peut déclencher des procédés pathologiques comme des maladies du système digestif (par ex. la maladie inflammatoire de l'intestin), des troubles neurodégénératifs et métaboliques ainsi que des cancers. Plus précisément, on sait aujourd'hui que l'intestin et le système nerveux central communiquent via l'axe intestin-cerveau (GBA) ; la plupart des maladies gastro-intestinales résultent d'une altération des transmissions au sein du GBA qui est influencée à la fois par des facteurs génétiques et environnementaux. Le GBA constitue une cible attrayante pour le développement de nouveaux traitements contre une série sans cesse croissante de troubles liés à la santé mentale et digestive.
Tendances de la recherche sur le microbiome intestinal
CAS a identifié plus de 250 000 articles scientifiques (principalement des articles de journaux et des brevets) liés au microbiome/aux microbiotes intestinaux, dont près de 15 000 sont liés à différents aspects de la santé mentale et intestinale. La littérature liée au microbiome a nettement augmenté au cours des dix dernières années, avec une croissance régulière et exponentielle dans les articles de journaux de 1997 à 2022 (Figure 1). Le nombre de brevets a augmenté rapidement jusqu'en 2004, peut-être en raison de l'accumulation initiale des connaissances et de leur conversion en applications brevetables. Après cette date, l'activité a connu un plateau (Figure 1).
Un examen des concepts clés des publications (environ 4 500 en tout) concernant la recherche sur le microbiome intestinal dans la santé mentale et intestinale a fait apparaître que les termes « immunité » (> 4 000 documents) et « microbiome intestinal » (> 3 500 documents) sont les concepts majeurs dans ce domaine. Le concept de « relation intestin-cerveau » a démontré le plus fort taux de croissance entre 2021 et 2022 (Figure 1).
On a noté des corrélations entre les microbiotes intestinaux et les troubles mentaux, métaboliques et du système digestif, les maladies cardiovasculaires et neurodégénératives, différents cancers et des maladies immunitaires et auto-immunes (Figure 2).
La dysbiose, un déséquilibre de la structure du microbiome qui déclenche ultérieurement des changements pathologiques, est une tendance particulière que l'on a remarquée dans les publications analysées, les autres sujets fréquents comprenant la dépression, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la neurodégénérescence (Figure 3).
Principaux intervenants dans le domaine du microbiome
Un rapport de 2022 estime que plus de 130 entreprises spécialisées dans le microbiome évaluent plus de 200 thérapies dans le pipeline à différents stades de développement. Les principaux organismes d'enseignement publiant dans les journaux étaient des universités et des instituts de recherche, sous l'impulsion du Collège universitaire d'York, de l'Académie des sciences chinoise, de l'université de Californie et de l'université McMaster.
En ce qui concerne l'activité des brevets, les universités et centres médicaux les plus à la pointe comprenaient l'université de Californie et l'université Johns Hopkins, tandis qu'Ares Medical et Merck sont les principaux cessionnaires de brevets (Figure 4).
L'investissement privé augmente rapidement dans la recherche sur le microbiome, ce qui souligne le potentiel clinique des prébiotiques, des probiotiques et du microbiome intestinal dans son ensemble. L'investissement annuel moyen dans ce secteur est passé d'environ 2 milliards de dollars de 2014 à 2017 à un peu plus de 20 milliards de dollars en 2021. Les données relatives à l'investissement montrent clairement un intérêt commercial récent et croissant autour des biotiques et de leur potentiel dans le domaine thérapeutique.
Parmi les investisseurs actifs, on peut citer le groupe français de capital-risque Seventure Partners , les innovateurs américains des sciences de la vie Flagship Pioneering, l'entreprise britannique de biotechnologie Microbiotica, ainsi que la société suédoise de probiotiques Biogaia.
Paysage des essais cliniques pour le traitement de la santé mentale et des troubles digestifs
Plusieurs essais cliniques notables sont terminés et en cours afin d'examiner l'utilisation des biotiques dans les troubles digestifs et mentaux (Tableau 1).
Tableau 1. Essais terminés/en cours à propos de l'utilisation des biotiques dans les troubles de la santé mentale et digestive.
| Domaine d'intérêt | Traitement | Promoteur | Présentation générale de l'étude |
|---|---|---|---|
| Constipation fonctionnelle | Irrigation rétrograde du côlon avec un surnageant fécal | Hôpital de Shengjing, Chine | Essai clinique randomisé examinant l'efficacité et l'innocuité de l'irrigation rétrograde du côlon avec une transplantation de microbiotes fécaux dans le traitement de la constipation fonctionnelle pédiatrique (NCT05035784) |
| Syndrôme du côlon irritable (SCI) | Microbiotes fécaux sains | Helse Fonna, Norvège | La transplantation de microbiotes fécaux a considérablement réduit les symptômes et la fatigue liés au SCI et a nettement amélioré la qualité de vie à la fois après deux et trois ans (NCT03822299) |
| MRx1234 (Blautia hydrogenotrophica) | 4D pharma plc | Les données de l'essai clinique randomisé de phase II plaident en faveur du MRx1234 (administré pendant huit semaines) à la fois pour le traitement du SCI avec constipation et du SCI avec diarrhée (NCT03721107) | |
| VSL#3; huit souches comprenant des streptocoques, des lactobacilles et des bifidobactéries | Centre médical Kaplan-Harzfeld, Israël | Étude PROAGE : la prise quotidienne de probiotiques pendant 45 jours par des patients âgés hospitalisés a été associée à une réduction significative des cas de diarrhée et de constipation et à une augmentation nette de l'albumine sérique, de la préalbumine et des protéines chez des patients ≥80 ans (NCT00794924) | |
| Gélules de probiotiques à souches multiples contenant quatre bifidobactéries, cinq lactobacilles et une espèce de streptocoque | Children's Memorial Health Institute, Pologne | Essai clinique randomisé qui a démontré qu'un traitement de huit semaines aux probiotiques était associé à des améliorations significatives de la gravité et des symptômes du SCI chez les patients atteints de SCI principalement avec diarrhée (NCT04662957) | |
| Troubles de la santé mentale | Boisson aux probiotiques contenant la souche Lactobacillus casei Shirota | Indian Council of Medical Research/ Yakult Honsha Co., LTD | Un essai clinique randomisé de validation de concept a démontré que la consommation de probiotiques pendant quatre semaines aboutissait à une altération subtile de l'activité du cerveau et de la connectivité fonctionnelle chez des sujets sains réalisant une tâche émotionnelle sans effets majeurs sur la composition des microbiotes fécaux (NCT03615651) |
| Lacticaseibacillus paracasei (Lpc-37®) | Chr Hansen, Danemark | Un essai clinique randomisé pilote examinant l'efficacité de deux probiotiques administrés pendant 12 semaines à des adultes présentant des symptômes de dépression (définis comme un score de 20 à 40 à l'inventaire de dépression de Beck [BDI-II] ; NCT05564767) | |
| Bifidobacterium adolescentis ou une combinaison de Lactocaseibacillus rhamnosus LGG et de Bifidobacterium BB-12 | Chr Hansen, Danemark | Un essai clinique randomisé pilote examinant l'efficacité de deux probiotiques administrés pendant 12 semaines à des adultes présentant des symptômes de dépression (définis comme un score de 20 à 40 à l'inventaire de dépression de Beck [BDI-II] ; NCT05564767) | |
| Insomnie | Gélules de FMT | Third Military Medical University, Chine | Un essai clinique randomisé visant à déterminer si des gélules de FMT administrées pendant quatre semaines peuvent améliorer le sommeil chez des patients atteints d'insomnie et leurs effets sur les microbiotes intestinaux et leurs métabolites ainsi que sur les facteurs inflammatoires, les neurotransmetteurs et les hormones sexuelles dans le sang périphérique (NCT05427331) |
L'intestin et au-delà : le potentiel croissant du microbiome
Depuis une dizaine d'années, notre point de vue sur nos bactéries natives et leur impact sur notre santé s'est complètement transformé. De très nombreuses activités de recherche portent sur l'utilisation des thérapies du microbiome pour la prévention et le traitement des troubles de la santé digestive et mentale, sous l'impulsion d'un intérêt croissant des laboratoires pharmaceutiques. On a constaté une collaboration importante entre les entreprises de biotechnologie, les établissements d'enseignement et les laboratoires. De ce fait, on peut s'attendre à voir apparaître de nouveaux partenariats à mesure que l'intérêt pour la recherche augmente. Au-delà de l'axe intestin-cerveau, des marchés secondaires émergent dans des domaines tels que la dermatologie, la pneumologie, l'oncologie et le mode de vie général, ce qui suggère que la manipulation des microbiotes pourrait devenir prochainement un moyen intrinsèque d'optimiser notre santé.
