Dossier: l’épigénétique

Dossier d’Alan dans l’épisode #3.

Définition de Wikipédia:
« L’épigénétique est le domaine qui étudie comment l’environnement et l’histoire individuelle influe sur l’expression des gènes (…) »

La famine néerlandaise de 1944
En juin 1944, les Alliés débarquent en Normandie, avec la ferme intention d’éjecter l’occupant Nazi du continent européen. En septembre 1944, aux Pays-Bas, les Britanniques conduisent l’opération “Market Garden”, soit une tentative de récupérer les ponts franchissant les principaux fleuves des Pays-Bas, dont le Rhin, à Arnhem, et dont le succès aurait permis aux Alliés d’atteindre rapidement la Ruhr et de mettre un terme à la guerre. Les Hollandais sur les lieux s’emballent pour cette opération et entrent en rébellion contre le régime Nazi. Malheureusement, l’opération est un flop. Et les citoyens hollandais sont punis pour avoir pris parti. Leurs rations de nourriture sont réduites à des portions ridicules. Une ration d’adulte tombe à 580 calories par jour (soit environ un quart du minimum nécessaire à un être humain).
Un malheur ne venant jamais seul, l’hiver 1944-1945 est particulièrement rude, et rend le peu de nourriture encore moins accessible. Cette période a été nommée la famine hollandaise (ou l’hiver de la faim).
Parmi les adultes sous-alimentés, se trouvaient bien sûr des femmes enceintes. Affamées, elles ont accouché de nouveaux-nés en mauvaise santé et plus petits que la normale. Horrible, mais pas étonnant, étant donné les circonstances.
Ce qui est complètement étonnant par contre, c’est que les petites filles nées dans ces conditions, devenues femmes dans les années 1960 ont elles aussi donné naissance à des bébés rachitiques ! Qui une fois adultes, dans les années 1980 ont donné naissance à des bébés rachitiques, etc.
En clair, cette terrible famine, subie par des femmes enceintes en 1944 a généré des changements permanents dans leur patrimoine génétique, changements ensuite transmis de manière héréditaire de génération en génération.
Bienvenue dans le monde de l’épigénétique !

Lamarck et Darwin
Au XIXe siècle, si la théorie de l’Evolution par la sélection naturelle, proposée par Charles Darwin, a rencontré un tel succès malgré le contexte, c’est entre autres parce qu’elle mettait un terme définitif aux élucubrations de son illustre prédécesseur, Jean-Baptiste de Lamarck. En fait, Lamarck était l’un des premiers scientifiques à remettre en question le mythe de l’Arche de Noé pour expliquer l’origine des espèces. Il avait déjà compris que les espèces n’étaient pas figées dans leur moule mais qu’elles évoluaient. Il s’est planté car il pensait que les mutation acquises par un individu étaient transmises à la génération suivante. Comme il était simple de démontrer que des souris auxquelles on a coupé la queue ne donnent pas naissance à des souris sans queue, sa théorie s’est peu à peu couverte de ridicule. Et pourtant ! L’épigénétique nous montre aujourd’hui qu’il n’avait pas tout faux ! Certaines modifications acquises peuvent bel et bien être transmises aux générations suivantes.

Les yeux des drosophiles
Les drosophiles, ce sont ces petites mouches qui virevoltent dans la cuisine quand les bananes commencent à mûrir un peu trop. Leur génome est relativement simple à comprendre et du coup, elles sont les stars de la recherche génétique…
En avril 2009, le Dr Renato Paro, de l’Université de Bâle, a annoncé une nouvelle découverte formidable les concernant : si un œuf de drosophile est chauffé à 37° degrés avant éclosion, la mouche a les yeux rouges. Sinon, elle a les yeux blancs. Incroyable, non ? Mieux ! Les yeux rouges sont ensuite passés de génération en génération. Il s’agit donc d’une caractéristique acquise à cause d’un facteur externe (la température) qui devient héréditaire. Lamarck n’était décidément vraiment pas si nul après tout !
Randy Jirtle, un chercheur américain a réussi une expérience incroyable avec des souris. Il s’agissait de souris porteuses du gène agouti, rendant leur pelage beige-jaune et les condamnant à l’obésité et à une très mauvaise santé. En les nourrissant avec des vitamines B bien particulières, il n’a pas soigné ces souris génétiquement malades, mais cela a soigné leurs petits ! C’est tellement incroyable que ça mérite d’être re-phrasé : les descendants de souris porteuses du gène agouti nourries avec des vitamines B ne sont plus malades ni même beiges (le gène Agouti est toujours là, mais il n’est plus exprimé), alors que les descendants de celles qui n’ont pas reçu de vitamines B restent malades de génération en génération !

La question de Thomas Morgan
Tout le mystère qui a longtemps entouré l’épigénétique se trouve finalement assez bien résumé dans la question de Thomas Morgan, un généticien du début du siècle passé, mort en 1945, 8 ans avant qu’on réussisse à comprendre comment l’ADN stocke l’information génétique), bref, sa question était « Si les caractères de l’individu sont déterminés par les gènes, pourquoi toutes les cellules d’un organisme ne sont-elles pas identiques ? ». C’est vrai… Toutes les cellules de notre corps contiennent le même code génétique. De la crotte de nez à l’œil en passant par le foie, le salive, les cheveux, le cerveau… Pourtant, une cellule de cerveau n’a rien à voir avec une cellule de crotte de nez ! Comment ces gènes identiques peuvent-ils s’exprimer si différemment en fonction de leur contexte ? Je ne vais pas entrer ici dans le détail de l’expression des gènes en fonction du contexte, mais juste survoler la partie qui nous intéresse et qui explique certains points de l’épigénétique :

La méthylation de l’ADN

Nucléosome (wikipedia)

Lors d’un processus appelé la méthylation de l’ADN, de minuscules particules (des groupes méthyles) s’arriment à l’ADN, ce qui force les nucléosomes à se coller les uns aux autres, rendant impossible la lecture de tout le segment ADN coincé entre deux nucléosomes. En clair, c’est comme une tache sur un CD. Impossible pour le lecteur de lire ce qu’il y a dessous. L’information est perdue. Les gènes sous la tache sont inhibés. Et même si le patrimoine génétique à proprement parler est toujours le même, les gènes exprimés sont modifiés.
Comme la mutation génétique, la méthylation est une modification du génome qui se transmet de génération en génération, mais la grosse différence, c’est que la méthylation est en principe un phénomène réversible !
Alors qu’est-ce qui peut provoquer, chez l’être humain, ce phénomène de méthylation des gènes ?

Non seulement nous sommes ce que nous mangeons, mais nos erreurs alimentaires actuelles auront des conséquences sur les générations à venir !
Quand on a besoin d’un matériau qui résiste longtemps aux chocs et à la chaleur (voire aux flammes) on utilise un plastic spécial : un polycarbonate à base de bisphénol A. On s’en sert par exemple, pour les casques de vélo, les téléphones portables,  les CD et DVD, les lunettes, les caméras infrarouge, les vitres des phares de voiture, et… les biberons ! (Enfin, pour les biberons, ce n’est plus vrai depuis quelque temps, au Canada, en France, dans certains Etats américains, au Danemark… En Suisse, on s’achemine vers une interdiction, tout le monde est d’accord, mais, comme souvent, ça traîne… Et il est toujours possible de vendre ces biberons en toute légalité). Le bisphénol A n’est pas toxique au sens traditionnel du terme. Ni cancérigène. Mais ses molécules, lorsqu’elles passent dans l’organisme (et c’est malheureusement le cas avec les biberons !), constituent un leurre hormonal : elles servent de clé pour activer les œstrogènes (une hormone féminine) qui à leur tour vont activer des gènes censés être inhibés. « Consommés » dans les premières semaines de la vie ou aux moments critiques (comme la puberté), ces hormones peuvent avoir des conséquences dramatiques sur le développement des organes sexuels, aussi bien une puberté altérée chez les garçons qu’une puberté précoce chez les filles. Et ces caractéristiques sont passées aux générations suivantes!
Et attention, on ne trouve pas le bisphénol A que dans les plastics résistants ! Il y en a même  les boîtes de conserves (la partie blanche à l’intérieur). Certaines études montrent aujourd’hui un lien entre le bisphénol A et l’obésité, qui passe par les mécanismes de l’épigénétique.
J’ai parlé du bisphénol A, mais malheureusement, il en va de même pour les phtalates (bouteilles en PET), le formaldéhyde (càd la colle des meubles en kit), les parabènes (qu’on trouve dans les crèmes solaires et les cosmétiques), les pesticides et fongicides qu’on retrouve partout sur les 5 fruits et légumes qu’on nous recommande de manger chaque jour (le lien entre le « bromure de méthyl » utilisé dans ces substances et la « méthylation » n’est malheureusement pas à démontrer…) Et d’autres substances sont aujourd’hui suspectes comme les édulcorants de synthèse qu’on trouve les sodas light par exemple. Je ne parle même pas de l’alcool à haute dose ni surtout du tabac (Le New Scientist publiait pas plus tard que la semaine dernière une nouvelle étude qui confirme l’impact du tabagisme sur la fertilité, non seulement des fumeurs, mais de leurs descendants) !
Bon j’arrête, je commence à me faire penser à ma prof de sciences de 5e année, complètement à la masse (ce n’est certainement pas elle qui m’a inoculé la passion des sciences) et qui s’était procuré un compteur Geiger après l’explosion du réacteur de Tchernobyl pour mesurer le taux de radioactivité des salades vendues à la Migros avant d’en consommer…
Tout n’est pas encore perdu en ce bas monde !

Aliments recommandés, thé vert et vitamine B9  et B12
Le brocoli, la grenade, l’avocat pour leurs propriétés antioxydantes. Les poissons gras, les légumes verts à feuilles sont particulièrement recommandés pendant la grossesse et durant l’hiver pour la vitamine B12 et les Oméga3. La salade, les céréales, légumes verts pour leur teneur en acide folique (vitamine B9), qui permet de renouveler l’ADN.
Le thé vert, dont on connaissait depuis longtemps les propriétés antioxydantes et anti-cancérigènes (le thé vert est à l’origine du « paradoxe japonais » c’est à dire ce pourquoi les japonais connaissent moins de cancers du poumon alors qu’ils fument plus que les américains et moins de cancers des voies digestives que nous autres alors que les modes de vie sont très similaires!), on a compris aujourd’hui comment ça marche : certains gènes actifs dans la lutte contre le cancer s’inhibent avec l’âge. Le thé vert contient une substance (un polyphénol en bon français) qui fait le ménage dans l’épigénome et désinhibe l’expression de ces gènes, qui peuvent alors à nouveau faire leur boulot et nous protéger du cancer !
Pour ma part, je n’étais pas trop fan de thé vert jusqu’à aujourd’hui, mais je sens que ça va changer 😉
Bref, tout ça pour dire que si on varie son alimentation, qu’on réfléchit un peu à ce qu’on mange et boit (pourquoi par exemple payer très cher pour trimballer de l’eau en camion (ce sont des gaz d’échappement qu’on respire !), l’emballer dans des phtalates toxiques (oui oui, je parle des bouteilles en PET !) quand on a de l’eau quasi gratuite au robinet ?
Ce ne sont tant les grands sacrifices que les petites réflexions et prises de conscience qui feront changer les choses.

L’épigénétique dans l’actualité
Le 6 septembre dernier (donc c’est tout récent), le King’s College de Londres et le BGI, l’une des plus grandes organisations génomiques du monde, à Shenzen en Chine annonçaient la mise sur pied d’un gigantesque projet à 30 millions de dollars intitulé « Epitwin » qui va s’intéresser aux différences d’expression génétiques de quelque 5’000 jumeaux en raison de leur style de vie et de leur hygiène alimentaire. Le but de l’étude est de comprendre quels facteurs précisément produisent quels effets afin de trouver des médicaments permettant de déjouer l’inhibition des gènes impliqués dans les maladies cardiaques, l’obésité, le diabète, l’ostéoporose ou encore la longévité. Jusqu’ici, les études ont toujours porté sur une poignée de jumeaux : l’ampleur de cette étude va multiplier cela par 1’000.
Je n’ai pas trouvé de détails quant au planning de l’étude, mais on peut imaginer que cela va durer un moment. En tous les cas, nous allons suivre le dossier et vous tenir au courant ici des futurs développements.

Liens:

Vidéos d’Arte « Epigénétique, nous sommes ce que nous mangeons » :
1/3 (14min40sec): http://www.dailymotion.com/video/x97qsw_epigenetique-nous-sommes-ce-que-nou_webcam
2/3 (12min42sec): http://www.dailymotion.com/video/x97nhr_epigenetique-nous-sommes-ce-que-nou_webcam
3/3 (15min15sec): http://www.dailymotion.com/video/x97nda_epigenetique-nous-sommes-ce-que-nou_webcam

Lectures ayant permis la constitution de ce dossier :

Epigénétique :

Epigénétique : http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89pig%C3%A9n%C3%A9tique
Gène Agouti : http://en.wikipedia.org/wiki/Agouti_gene
Drosophile aux yeux rouge : http://www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090412081315.htm
Méthylation : http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thylation
Méthyle : http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thyle

Histoire :

Thomas Morgan : http://fr.wikipedia.org/wiki/Thomas_Morgan

Famine néerlandaise et épigénétique :

http://www.timesonline.co.uk/tol/news/uk/health/article5029679.ece

Le sujet du Dr Karl, le « Monsieur Science » de la radio-télévision australienne
http://www.abc.net.au/science/articles/2009/10/21/2720208.htm

L’Opération Market Garden http://fr.wikipedia.org/wiki/Op%C3%A9ration_Market_Garden

 

Alimentation, phtalates, hormones et épigénétique :

Bisphénol A (BPA) : http://fr.wikipedia.org/wiki/Bisph%C3%A9nol_A
Polycarbonates : http://fr.wikipedia.org/wiki/Polycarbonate
Alimentation : http://epigenome.eu/fr/2,48,996
Thé vert : http://www.bib.fsagx.ac.be/base/text/v12n2/211.pdf

Actualité :

Le projet « Epitwin » (en anglais) http://www.physorg.com/news202974395.html
New Scientist (Tabagisme) http://www.newscientist.com/article/dn19434-smoking-bad-for-your-fertility-and-your-childs.html?DCMP=OTC-rss&nsref=online-news

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