Génétique et épigénétique : quelles implications sur notre santé ?

Quel est l’impact de notre héritage génétique sur notre santé ? Avons-nous la possibilité d’améliorer cet héritage grâce à la qualité de notre style de vie ? C’est ce que nous allons développer dans cet article, en évoquant les concepts de génétique et d’épigénétique.

Le rôle de nos gènes

Le noyau de nos cellules contient notre ADN (ou Acide DésoxyriboNucléique), sous la forme de 46 longues molécules qui sont nos chromosomes.

Nous héritons notre ADN de nos deux parents : chacun de nos parents nous transmet 23 chromosomes. Ce matériel génétique de la mère et du père est uni lors de la fécondation et nos cellules comptent donc 23 paires de chromosomes.

Notre ADN détermine les caractéristiques de notre personne, par exemple notre apparence physique avec la couleur de nos cheveux, de nos yeux et de notre peau.

Notre ADN comporte des portions appelées gènes, qui sont porteuses d’informations pour nos cellules. Ces gènes sont les portions dites codantes de notre ADN, ils nous permettent de synthétiser toutes les protéines de notre organisme.

Au niveau de nos gènes, l’information est codée en bases. À l’image des ordinateurs qui utilisent le code binaire correspondant aux symboles 1 ou 0, l’information génétique est codée par une succession des bases C, G, A et T (Cytosine, Guanine, Adénine et Thymine).

Pour fabriquer nos protéines, l’information de nos gènes sera premièrement copiée sous la forme d’ARN messager, puis sera traduite pour synthétiser nos protéines.

Mutations et maladies génétiques

Chez certaines personnes atteintes de maladies génétiques, une erreur dans la séquence d’un gène, c’est-à-dire dans la succession des bases C, G, A et T, va entraîner la synthèse d’une protéine anormale dysfonctionnelle.

Cette anomalie dans la séquence du gène est due à divers mécanismes, dont le plus fréquent est la mutation.

Par exemple, les personnes atteintes de mucoviscidose souffrent d’une mutation au niveau du gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) qui se trouve sur le chromosome numéro 7.

Rappelons que chacun de nos parents nous apporte 23 chromosomes, nous recevons donc un chromosome “7” de notre mère et un chromosome “7” de notre père, donc un exemplaire du gène CFTR provient de notre mère et l’autre de notre père.

Les personnes atteintes de mucoviscidose sont porteuses de deux exemplaires du gène CFTR muté, c’est-à-dire qu’un gène dysfonctionnel leur a été transmis par chacun de leurs parents, ce qui est rare, mais malheureusement possible (la maladie touche environ un enfant sur 3 500 naissances).

La protéine CFTR est présente dans la membrane des cellules des muqueuses respiratoire et digestive (entre autres).

Cette protéine fonctionne comme un canal qui permet l’échange d’ions chlorures entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Lorsque cette protéine est dysfonctionnelle, le canal dysfonctionne, ce qui va entraîner une diminution de l’eau excrétée au niveau des muqueuses et donc provoquer un épaississement anormal du mucus.

La mucoviscidose ou fibrose kystique est donc une maladie génétique qui entraîne une viscosité anormale du mucus sécrété par les glandes du pancréas et des bronches. Les sécrétions des muqueuses sont trop visqueuses et s’écoulent mal dans les conduits naturels, provoquant la formation de dilatations kystiques, voire d’obstructions.

Au niveau pulmonaire par exemple, le mucus trop visqueux rend difficile son évacuation, ce qui favorise l’obstruction des bronches par les sécrétions, ainsi que les infections, les bactéries pathogènes ne peuvent pas être détruites et évacuées correctement.

Dans le cas de telles maladies génétiques, l’impact d’une anomalie génétique donnera immanquablement lieu à une pathologie lourde de conséquences.

Human Genome Project : gènes fonctionnels

Entre 1990 et 2003 s’est déroulé le projet international Génome Humain ou Human Genome Project, un projet qui a uni les efforts de laboratoires du monde entier pour séquencer la totalité de l’ADN de l’espèce humaine.

À cette époque, les scientifiques pensaient que ce séquençage de l’ensemble de notre génome permettrait d’identifier des défauts dans les séquences de nos gènes qui seraient à l’origine de l’apparition de maladies comme le cancer : par exemple, les mutations dans les gènes BRCA1 et BRCA2 étaient connues pour être associées à un risque majeur de cancer du sein et des ovaires.

Néanmoins, les études ont montré que, si les risques de cancer étaient accrus, ces mutations n’entraînaient pas de manière systématique le développement de ces cancers.

De plus, il a été démontré que, dans la grande majorité de la population, l’ensemble des gènes étaient normalement fonctionnels et que la maladie ou la santé étaient davantage liées à l’utilisation ou à la non-utilisation de certains gènes. À l’aboutissement de ce projet en 2003, la science s’est donc penchée sur le rôle de l’épigénétique dans l’apparition des maladies.

L’épigénétique et notre santé  

Le terme épigénétique signifie “au-dessus” de la génétique. Il s’agit d’un ensemble de modifications de notre ADN, qui n’affecte pas la séquence de nos gènes (la succession des bases C, G, A et T), mais leur accessibilité.

Les modifications épigénétiques de notre ADN déterminent si un gène est inaccessible, il sera alors silencieux, c’est-à-dire non utilisé pour fabriquer sa protéine, ou si ce gène se trouve en état accessible (on dit aussi lisible) et sera alors exprimé sous forme de sa protéine.

Ces modifications épigénétiques sont donc déterminantes pour la régulation de l’expression de nos gènes. Les modifications épigénétiques de notre ADN ont été associées à la susceptibilité et au développement de maladies.

Études de l’épigénétique des vrais jumeaux

Nous héritons de l’ADN de nos parents au moment de notre conception, et donc également de leurs épigénétiques. Ces variations épigénétiques ont été scientifiquement très étudiées sur des vrais jumeaux (homozygotes) jusque dans les années 2015.

En effet, deux vrais jumeaux possèdent le même ADN et, au moment de la scission du zygote, c’est-à-dire de l’œuf fécondé au départ unique, ils héritent de la même épigénétique. Mais il a été démontré que l’influence de facteurs environnementaux va faire varier ces caractéristiques épigénétiques tout au long de leur vie.

Il a été montré des différences d’incidence de pathologies entre les vrais jumeaux. De plus, lorsque deux vrais jumeaux présentent des états de santé discordants, c’est-à-dire que l’un développe une maladie, alors que l’état de santé du second est satisfaisant, il a été observé que de fortes différences épigénétiques s’étaient établies entre les deux individus.

Nos caractéristiques épigénétiques ne sont pas stables dans le temps, elles sont influencées par des facteurs environnementaux, par notre style de vie, par la qualité de notre nutrition, notre niveau d’activité physique, etc.

La capacité de variation de notre épigénome au long de notre vie explique pourquoi, dans une paire de vrais jumeaux, ayant le même héritage épigénétique au départ, un jumeau pourra avoir un cancer à 60 ans, alors que le second jumeau sera en pleine santé.

Conclusion

La grande majorité des maladies ou cancers n’ont pas de lien direct avec notre ADN : les gènes sont fonctionnels et ce sont les variations épigénétiques qui déterminent notre état de santé, normal ou pathologique.

Il est vrai que ces modifications épigénétiques nous sont transmises au moment de notre conception : nous recevons alors un héritage plus ou moins bénéfique. Mais cette épigénétique pourra être modifiée tout au long de notre vie, selon la qualité de notre hygiène de vie.

Nous possédons donc une réelle capacité d’action pour modifier cet héritage tout au long de notre vie. Les transmissions familiales de pathologies sont donc dues plutôt à une transmission d’habitudes alimentaires et d’habitudes de vie. Il ne tient alors qu’à nous de modifier notre façon de vivre pour modifier favorablement notre épigénétique, il n’existe pas de fatalité.