Des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego ont développé le premier outil de visualisation spatiale 3D pour cartographier des données « 'omiques » sur des organes entiers. L'outil aide les chercheurs et les cliniciens à comprendre les effets des produits chimiques, tels que les métabolites microbiens et les médicaments, sur un organe malade dans le contexte des microbes qui habitent également la région. Les travaux pourraient faire progresser l'administration ciblée de médicaments pour la mucoviscidose et d'autres affections où les médicaments sont incapables de pénétrer.

Une équipe dirigée par Pieter Dorrestein, Doctorat, professeur à la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences de l'Université de Californie à San Diego et membre de l'équipe de direction du UC San Diego Center for Microbiome Innovation, a publié l'étude le 19 octobre dans Hôte cellulaire et microbe .

Chaque recoin d'un organe humain a son propre microbiome :les micro-organismes et leurs gènes qui sont présents dans un environnement particulier. L'anatomie de l'organe et de son environnement (température, niveau de pH, disponibilité des nutriments, etc.) déterminer quels micro-organismes sont présents. À son tour, les micro-organismes réagissent et affectent la présence d'agents thérapeutiques.

"Notre compréhension de la variation spatiale de la composition chimique et microbienne d'un organe humain reste limitée, " a déclaré Dorrestein. " Ceci est en partie dû à la taille et à la variabilité des organes humains, et la grande quantité de données que nous obtenons des études de métabolomique et de génomique. »

Pour relever ce défi, L'équipe de Dorrestein a développé un flux de travail open source pour cartographier les données métabolomiques et microbiotiques sur une reconstruction d'organe 3D construite à partir d'images radiologiques.

D'abord, les chercheurs ont obtenu un poumon d'un patient atteint de mucoviscidose et l'ont sectionné. Ils ont analysé les échantillons pour la présence de bactéries, leurs métabolites et facteurs de virulence (molécules qui ajoutent à l'efficacité bactérienne et leur permettent de coloniser une niche chez l'hôte), et tout médicament administré au patient pendant le traitement.

Prochain, Neha Garg, Doctorat, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Dorrestein à l'époque, et Mingxun Wang, un étudiant diplômé du laboratoire UC San Diego de Nuno Bandeira, Doctorat, modifié une extension Google Chrome existante appelée "ili" pour visualiser les distributions du microbiome et du métabolome sur un organe entier.