Résumé graphique de l’étude Wigger et al. 2017 (CC BY 4.0)
Plusieurs avancées récentes dans la lutte contre le diabète de type 2 (T2D) résultent d’un projet collaboratif paneuropéen intitulé IMIDIA, dans lequel le SIB Institut Suisse de Bioinformatique est étroitement impliqué depuis 2010. Le SIB était en charge de coordonner la grande quantité de données de patients (au titre de centre de coordination des données, ou CCD), ainsi que de les analyser afin de trouver des biomarqueurs qui permettraient un dépistage précoce de la maladie. Les principaux résultats de cette recherche incluent la découverte de molécules qui pourraient servir de biomarqueurs permettant de détecter le T2D jusqu’à neuf ans avant son diagnostic. Ces résultats ont été compilés dans deux publications marquant la réussite du projet IMIDIA, un partenariat public-privé de l’Initiative en matière de médicaments innovants (IMI), dirigé par Bernard Thorens, de l’Université de Lausanne (UNIL).
Par l’intermédiaire de ses groupes Vital-IT et Swiss-Prot, le SIB a depuis été choisi comme CCD dans deux autres projets de lutte contre le diabète de l’IMI. L’Institut est ainsi en passe de devenir le partenaire de référence des programmes européens relatifs à la santé en matière de bioinformatique. Des souris et des hommes… et le diabète: deux études révèlent de nouveaux marqueurs du T2D
Bien que des options thérapeutiques existent pour traiter le diabète, aucune ne permet de prévenir ni de guérir la maladie. C’est ce qui a incité les chercheurs à tenter: 1) de comprendre les dysfonctionnements moléculaires sous-jacents à la maladie et 2) d’identifier la présence de biomarqueurs susceptibles de prédire une prédisposition au T2D. Dans une première étude, coordonnée par Mark Ibberson du groupe Vital-IT du SIB et publiée dans Molecular Metabolism, l’équipe a identifié un gène clé associé au T2D. À l’aide d’une analyse de réseaux intégrant des données transcriptomiques et phénotypiques, le gène Elovl2 s’est révélé être lié à la sécrétion d’insuline chez la souris. Cette découverte a été confirmée dans des lignées de cellules bêta pancréatiques humaines, semblables à celles affectées par le T2D.
Dans une étude parallèle, dirigée par Bernard Thorens (UNIL) avec Léonore Wigger (groupe Vital-IT du SIB) comme auteure principale et publiée dans Cell Reports, les chercheurs ont identifié plusieurs lipides comme biomarqueurs précoces potentiels du T2D. Une étude lipidomique préliminaire sur la souris, incluant différentes classes de lipides, a été suivie d’une analyse ciblée sur deux cohortes humaines, originaires de Suisse (CoLAUS) et de France (DESIR). L’une des classes de lipides en particulier, les dihydrocéramides, était systématiquement plus élevée dans le groupe de participants à l’étude en passe de développer un diabète, et ce jusqu’à neuf ans avant le diagnostic.
«À ce stade, les travaux sur le diabète ont été menés à la fois chez l’humain et les souris, mais ils ont rarement été combinés à une échelle si grande et d’une manière si complète», fait remarquer Ioannis Xenarios, directeur du groupe Vital-IT du SIB.
Ces études ont rassemblé des équipes académiques, des sociétés pharmaceutiques et une PME. En outre, les résultats, issus d’expériences à grande échelle sur les souris, ont été validés sur des cohortes de patients grâce au projet de l’Initiative en matière de médicaments innovants pour le diabète (IMIDIA). Ces avancées mettent ainsi en lumière le rôle déterminant des partenariats public-privé tels que l’IMI – la plus importante initiative de ce type en Europe– pour améliorer la santé publique.
Le SIB, un centre suisse de compétences pour la bioinformatique et les données de santé
Au-delà de ces découvertes scientifiques et de leurs applications cliniques potentielles, le rôle du SIB dans le projet IMIDIA démontre la valeur et les capacités uniques de l’Institut en tant que centre de compétences dans le cadre de projets de données de santé à grande échelle.
De tels projets sont en effet confrontés à des défis majeurs tels que: rendre les données des patients interopérables, tout en respectant leur sécurité; concevoir des approches de modélisation innovantes pour analyser ces données; soutenir ces analyses par une puissance de calcul appropriée; faire le lien entre les résultats obtenus et des ressources et bases de données spécifiques.
Le SIB rassemble sous un même toit le savoir-faire bioinformatique et une puissance de calcul de haute performance (p. ex. le groupe Vital-IT), ainsi qu’une expertise de pointe en matière de biocuration (p. ex. le groupe Swiss-Prot, qui gère la base de connaissance de protéines la plus largement utilisée au monde). Le projet IMIDIA s’est notamment appuyé sur SwissLipids, une ressource développée par Swiss-Prot en collaboration avec l’Initiative suisse en biologie des systèmes (SystemsX.ch). Cette base de connaissance exhaustive de plus de 300 000 structures lipidiques connues et théoriques est enrichie d’informations ajoutées par des experts (p. ex. métabolisme des lipides; interactions avec des protéines; présence dans les organites, cellules, tissus et organes).
Outre cette expertise en science des données, la position unique du SIB à l’interface entre public et privé lui permet d’unir facilement ses forces à celles de partenaires académiques et industriels afin d’accélérer la recherche et de la convertir en bénéfices pour la santé humaine.
Depuis son implication dans le projet IMIDIA, le rôle du SIB en tant que facilitateur dans le domaine des sciences de la vie, à la fois en bioinformatique et en biocuration, lui a permis d’être choisi comme CCD pour des projets en lien: RHAPSODY et BEAt-DKD. Tandis que les projets IMIDIA et RHAPSODY, tous deux dirigés par Bernard Thorens de l’Université de Lausanne, se concentrent sur l’identification de nouveaux biomarqueurs du T2D, le projet BEAt-DKD s’intéresse quant à lui à la découverte de biomarqueurs de la néphropathie diabétique (Diabetic Kidney Disease, DKD), principale cause d’insuffisance rénale et qui touche jusqu’à 1 personne diabétique sur 4. Le SIB est le seul participant suisse dans ce dernier projet.
