Lorsque la biologiste informatique de l’Université Rice, Vicky Yao, a trouvé des traces de bactéries associées à la maladie parodontale dans des échantillons prélevés sur des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, elle ne savait pas trop quoi en penser.

Sa découverte a contribué à déclencher une série d’expériences qui ont confirmé un lien entre les poussées d’arthrite et la parodontite. L’étude est publiée dans Science Médecine translationnelle.

Retracer ce lien entre les deux conditions pourrait aider à développer des thérapies pour la polyarthrite rhumatoïde, une maladie inflammatoire auto-immune qui attaque la muqueuse des articulations et peut causer des problèmes cardiaques, pulmonaires et oculaires. L’approche qui a conduit à l’étude pourrait s’avérer fructueuse dans d’autres contextes pathologiques, comme le cancer.

« Les données recueillies lors d’expériences à partir d’organismes vivants ou de cellules ou de tissus cultivés dans des boîtes de Pétri sont vraiment importantes pour confirmer les hypothèses, mais, en même temps, ces données contiennent peut-être plus d’informations que nous ne pouvons en tirer immédiatement », a déclaré Yao.

L’intuition de Yao a été confirmée lorsqu’elle a approfondi les données recueillies auprès de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde par Dana Orange, professeur agrégé d’investigation clinique et rhumatologue, et Bob Darnell, professeur et médecin traitant à l’Université Rockefeller et au Howard Hughes Medical Institute.

Yao collaborait avec Orange et d’autres sur un projet différent qui suivait les changements dans l’expression des gènes lors des poussées de polyarthrite rhumatoïde.

« Orange, en collaboration avec Darnell, a collecté des données auprès de patients atteints d’arthrite à intervalles réguliers tout en surveillant le moment où les poussées se sont produites », a déclaré Yao. « L’idée était que peut-être en regardant ces données rétroactivement, un schéma deviendrait visible, donnant des indices sur ce qui pourrait provoquer une poussée d’arthrite.

« Pendant que je travaillais sur ce projet, je suis allé à cette conférence que j’ai trouvée vraiment cool parce qu’elle soulignait que dans les données qui sont ignorées ou rejetées, vous pouvez en fait trouver des traces de microbes. Vous regardez un être humain échantillon mais vous obtenez un instantané des microbes qui flottent autour. J’ai été intrigué par cela.

Lorsqu’elle a examiné la question, Yao a découvert que les germes dans les échantillons qui changeaient de manière constante chez les patients avant les poussées étaient en grande partie associés à la maladie des gencives.

« J’étais curieux de connaître cet outil qui vous permettait de détecter des microbes dans des échantillons humains. C’était un peu comme si, gratuitement, vous obteniez une perspective supplémentaire sur les données », a déclaré Yao. « À l’époque, je n’avais pas beaucoup travaillé sur les données microbiennes. Depuis, Dana a mis à profit toute cette expertise et s’est associée à des personnes qui étudiaient ces bactéries.

« L’une des choses qui ont été soulevées lorsque nous en avons discuté était de savoir à quel point ce serait cool si vous pouviez prescrire une sorte de rince-bouche pour aider à prévenir les poussées de polyarthrite rhumatoïde. »

Depuis qu’il a rejoint Rice en 2019, Yao s’est concentré sur la recherche sur le cancer. La découverte d’informations significatives dans des données qui seraient généralement ignorées ou rejetées a inspiré Yao à adopter une approche similaire en examinant les données des patients atteints de cancer.

« Je me suis vraiment intéressé à ce que nous pouvons trouver d’autre dans l’extraction de signatures microbiennes dans des échantillons humains », a déclaré Yao. « Maintenant, nous faisons quelque chose de similaire en regardant le cancer.

« L’espoir ici est que si nous trouvons des signatures microbiennes ou virales intéressantes associées au cancer, nous pourrons alors identifier des directions expérimentales productives à poursuivre. Par exemple, si le fait d’avoir une tumeur crée ce foyer de microbes spécifiques que nous reconnaissons, alors nous peut peut-être utiliser ces connaissances comme un moyen de diagnostiquer le cancer plus tôt ou de manière moins invasive ou coûteuse.Ou, si vous avez des microbes qui ont une très forte association avec les taux de survie, cela peut aider au pronostic.Et si les expériences confirment une causalité lien entre un virus ou une bactérie spécifique et un type de cancer, alors, bien sûr, cela pourrait être utile pour la thérapeutique. »

L’un des exemples les plus connus d’agent pathogène associé au cancer est le papillomavirus humain (HPV). Yao a utilisé cette connexion bien documentée pour vérifier son approche.

« Lorsque nous avons fait le même exercice en examinant des échantillons de tumeurs cancéreuses du col de l’utérus, nous avons systématiquement détecté le virus », a-t-elle déclaré. « C’est une belle preuve de principe qui montre que la présence d’agents pathogènes spécifiques peut être significative pour certains types de cancer.

« Je suis vraiment intéressé par l’utilisation d’approches informatiques pour combler le fossé entre les données expérimentales disponibles et les moyens de les interpréter. L’analyse informatique est un moyen d’aider à interpréter les données et de hiérarchiser les hypothèses que les cliniciens ou les scientifiques expérimentaux doivent tester. »

Les National Institutes of Health (R01 AR063676, R01 AR078268, U19 AI110491, U01 AI101981, T32 HG003284, R01 GM071966, T32 AI007290-35, P30 AR079369), la National Science Foundation Graduate Research Fellowship, la Robertson Foundation, Rockefeller University (UL1 TR00186 ), la Fondation Bernard et Irene Schwartz, la Fondation Iris et Jungming Le, le Rockefeller Clinical and Translational Science Award Program Pilot Award, la Rheumatology Research Foundation et le National Cancer Institute (F30 CA243480) ont soutenu la recherche.