Utilisation de la métabolomique pour identifier les agents pathogènes responsables de la pneumonie

Traiter efficacement un cas grave de pneumonie est souvent un défi. Identifier le pathogène responsable peut être difficile. La doctorante Ilona den Hartog a tenté quelque chose de nouveau : « Nous avons cherché des réponses dans les substances produites par notre propre corps. » La soutenance de thèse de Den Hartog a eu lieu le 17 septembre.

Lorsqu’une personne est hospitalisée pour une pneumonie grave, les médecins lui administrent immédiatement des antibiotiques efficaces contre diverses bactéries. « Mais dans un nombre important de cas, la cause est un virus ou une bactérie peu ou pas sensible aux antibiotiques choisis », explique Den Hartog.

C’est une honte pour le patient car les antibiotiques sont inefficaces, et une honte pour la société car ils peuvent conduire à ce que les bactéries deviennent résistantes à ces antibiotiques couramment utilisés.

Une culture ne fournit souvent pas de réponse claire

Pour identifier l’agent pathogène responsable de la pneumonie, les médecins prélèvent du mucus pulmonaire sur le patient. Les résultats prennent environ deux jours et ne donnent souvent pas de réponse claire. « Dans plus de la moitié des cas, l’agent pathogène n’est jamais trouvé, ce qui rend impossible une adaptation plus poussée du traitement au patient », explique Den Hartog. « Nous voulions combler cette lacune. »

Le directeur de thèse de Den Hartog, Coen van Hasselt, a reçu une subvention du ZonMw pour mener cette recherche dans le domaine relativement nouveau de la métabolomique. Cette recherche a été menée à partir d’un ensemble d’échantillons sanguins de patients atteints de pneumonie, mis à disposition grâce à une collaboration avec l’hôpital St. Antonius de Nieuwegein.

Van Hasselt explique que les tests de diagnostic se sont jusqu’à présent concentrés sur la recherche de bactéries pour identifier la cause de la pneumonie. « Nous voulions déterminer la cause grâce à des substances que notre propre corps produit en réponse à l’infection. Pouvions-nous savoir, par exemple, s’il s’agissait d’un virus ou d’une bactérie ? »

Quel organisme est le pathogène ?

Les chercheurs voulaient découvrir quel organisme était le pathogène et cherchaient des indices dans les substances produites par notre corps. Cela nécessitait des compétences dans différents domaines. Van Hasselt explique qu’ils avaient besoin de quelqu’un qui puisse réunir tous ces domaines d’expertise. « Ilona a étudié l’ingénierie biomédicale et s’est attaquée avec enthousiasme et pragmatisme au problème clinique de la pneumonie à l’hôpital. Elle était vraiment la cheville ouvrière. »

Ce réseau comprenait l’expertise de la clinique, avec des échantillons de sang préalablement collectés auprès de patients atteints de pneumonie. Den Hartog a également collaboré avec le Leiden Metabolomics & Analytics Center, dirigé par le professeur de biosciences analytiques Thomas Hankemeier, qui possède une vaste expérience dans l’identification des métabolites, c’est-à-dire des substances produites par l’organisme.

Den Hartog explique : « Nous avons identifié 347 métabolites dans des échantillons de sang provenant de trois groupes de plusieurs dizaines de patients. Il s’agissait de personnes atteintes d’une infection à pneumocoque, d’une infection due à une bactérie atypique et d’une infection virale. »

Espoirs d’un test rapide

Den Hartog espérait bien sûr pouvoir mettre au point un test simple qui permettrait de détecter rapidement et à moindre coût un ou plusieurs métabolites dans le sang et de déterminer immédiatement le type de pneumonie. Cela permettrait aux médecins de commencer immédiatement le traitement approprié. « Nous avons certes trouvé trois métabolites qui fournissent des informations pertinentes, mais le test nécessaire pour les mesurer n’est pas meilleur que celui utilisé actuellement dans les hôpitaux. »

C’était décevant, mais heureusement, la déception n’a pas duré longtemps, dit Den Hartog. « Mes collègues m’ont aidé à surmonter cette épreuve. Quand je me sentais déprimé, le fait d’en parler et de réfléchir à la manière de procéder m’a vraiment aidé. J’ai pu constater à nouveau la valeur de la recherche. »

Et cela présente certainement un intérêt, souligne Van Hasselt. « Bien que notre test ne soit pas meilleur que le test actuel, la combinaison des deux pourrait s’avérer très utile. C’est une base intéressante pour de futures recherches. De plus, cette recherche a clarifié de nombreuses choses sur ce qui se passe biochimiquement dans notre corps lors d’une telle infection et pourquoi certains patients deviennent beaucoup plus malades que d’autres. »