Une étude en apprentissage automatique révèle des formes cachées de la maladie de Parkinson, ce qui pourrait expliquer pourquoi un traitement unique ne fonctionne pas pour tous les patients.
La maladie de Parkinson pourrait ne pas être une affection unique, mais regrouper plusieurs troubles biologiquement distincts nécessitant des traitements différents, suggère une nouvelle étude (source en anglais).
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Des chercheurs du Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) et de la KU Leuven, en Belgique, ont eu recours à l’apprentissage automatique pour identifier deux grands groupes et cinq sous-groupes de la maladie de Parkinson à partir de modèles de mouches du vinaigre.
La maladie de Parkinson, qui se manifeste notamment par des troubles moteurs et un déclin neurologique progressif, est souvent considérée comme une seule et même pathologie.
Mais cette maladie peut être provoquée par des mutations dans de nombreux gènes différents, chacun pouvant perturber le cerveau de manière différente.
Cela complique le développement de traitements efficaces. Un médicament conçu pour cibler une voie biologique précise peut aider certains patients, mais avoir peu d’effet chez d’autres.
Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la mortalité et le handicap liés à la maladie de Parkinson augmentent rapidement. En 2019, elle estimait que plus de 8,5 millions de personnes étaient atteintes de cette maladie.
« Lorsque les cliniciens ou les patients observent la maladie, ils voient les symptômes cliniques, ce qui rassemble les personnes atteintes de la maladie de Parkinson », explique Patrik Verstreken, responsable du groupe de recherche en neurobiologie moléculaire au VIB-KU Leuven.
« Mais lorsqu’on regarde sous le capot, au niveau moléculaire, on constate qu’elles se répartissent en sous-catégories. Et c’est important, car il n’existe en pratique aucun médicament unique capable de cibler les différents dysfonctionnements moléculaires de toutes les formes de maladie de Parkinson », ajoute Verstreken.
Pour étudier ces différences, les chercheurs ont utilisé des mouches du vinaigre porteuses de mutations dans 24 gènes associés à la maladie de Parkinson. Ils ont observé le comportement des insectes dans le temps, puis ont eu recours à des analyses informatiques pour dégager des schémas dans les résultats.
« Nous avons abordé l’étude sans idée préconçue sur la manière dont une mutation spécifique affecterait notre modèle animal. Nous avons pris des animaux présentant des mutations dans l’un ou l’autre de ces 24 gènes différents impliqués dans la maladie, et nous avons simplement suivi leur comportement sur des périodes prolongées », explique Natalie Kaempf, première autrice de l’étude et chercheuse au VIB-KU Leuven Center for Brain & Disease Research.
Les résultats suggèrent que les différentes formes génétiques de la maladie de Parkinson se répartissent naturellement en groupes distincts. Cela pourrait aider les scientifiques à rechercher des signaux d’alerte propres à chaque groupe et à mettre au point des traitements ciblant les patients les plus susceptibles d’en bénéficier.
« Grâce à ces sous-catégories, nous pouvons désormais examiner ce groupe de patients porteurs de mutations particulières, rechercher des biomarqueurs spécifiques et développer des médicaments adaptés à chaque groupe », poursuit Verstreken.
Les chercheurs ont également testé des traitements potentiels dans les différents groupes de modèles de mouches du vinaigre. Ils ont constaté qu’un traitement améliorant les symptômes parkinsoniens dans un groupe ne fonctionnait pas nécessairement dans un autre.
« Lorsque nous avons pris un premier composé qui avait guéri le sous-groupe A et que nous l’avons testé dans le sous-groupe B, ce dernier n’a pas été sauvé. Notre étude montre qu’il est possible de concevoir des médicaments spécifiques à un sous-groupe, qui ont des effets positifs et sont réellement ciblés sur ce sous-groupe », souligne Verstreken.
Ces travaux en sont encore à un stade précoce et ont été menés sur des mouches du vinaigre, et non sur des patients humains.
Mais ils ouvrent la voie à un avenir où les traitements de la maladie de Parkinson pourraient être beaucoup mieux adaptés à la cause biologique propre à chaque patient.
L’équipe estime que la même approche pourrait aussi s’avérer utile pour d’autres maladies complexes, liées à de nombreux gènes différents ou à des facteurs environnementaux.
« Le même principe peut être appliqué à d’autres types de maladies. Celles qui sont dues à des mutations dans une variété de gènes différents ou à des facteurs environnementaux pourraient être classées selon ce principe », conclut Verstreken.