L’épigénétique : qu’est-ce que c’est, comment peut-elle nous aider?

Et si les décisions d’aujourd’hui affectaient non seulement votre santé, mais celle de votre famille pour plusieurs générations à venir ? Cela semble absurde, mais ce n’est pas le cas ! Dans une partition, en plus de la séquence de notes de musique, il existe d’autres marques qui indiquent comment les notes doivent être jouées.

Le génome humain fonctionne de manière similaire à une partition ; dans la mesure où la séquence d’ADN contient les instructions pour fabriquer des protéines et d’autres éléments fonctionnels, et les mécanismes épigénétiques régulent comment et à quel degré ils doivent être exprimés.

Ainsi, si le génome comprend la séquence d’ADN complète ; l’épigénome désigne l’ensemble des éléments qui régulent l’expression des gènes sans altérer la séquence d’ADN.

Bienvenue dans le monde de l’épigénétique. Dans cet article  nous allons vous faire découvrir ce que c’est que l’épigénétique et en quoi elle consiste concrètement.

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Qu’est-ce que l’épigénétique ?

L’épigénétique est un domaine scientifique émergent qui pourrait avoir une influence considérable sur la façon dont nous prenons soin de notre santé.

Nous avons tous un ADN tout à fait unique. Presque toutes les cellules de notre corps contiennent l’ADN et tous les gènes qui font de nous ce que nous sommes : le génome. Mais bien sûr, nous ne sommes pas constitués d’un seul type de cellule.

Nos cellules cérébrales font des choses différentes de celles de notre cœur, par exemple. S’ils contiennent tous les mêmes informations, comment font-ils des choses différentes ?  C’est là qu’intervient l’épigénétique. Il y a quelque chose qui donne des instructions à notre ADN : l’épigénome.

Essentiellement, toutes les cellules du corps humain contiennent le même matériel génétique ou le même score. Cependant, tous n’expriment pas les mêmes gènes.

Chaque type cellulaire, au sein de chaque tissu, a un programme génétique différent, de sorte que seuls les gènes dont ils ont besoin sont exprimés. Par exemple, en plus des gènes responsables des fonctions de base ; les neurones doivent exprimer tous les gènes liés à l’émission et à la réception des signaux nerveux. Ces gènes, en revanche, ne sont pas nécessaires dans d’autres types de cellules, telles que les cellules responsables du stockage des graisses.

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Le fonctionnement de l’épigénétique et le rôle des histones

Voici comment cela fonctionne : Chaque cellule avec tout son ADN attend des instructions externes. L’épigénome se présente sous la forme d’un groupe méthyle, un composé constitué de carbone et d’hydrogène. Ces groupes méthyle se lient aux gènes, leur permettant de savoir quand s’activer et quand rester dormants ; se liant différemment selon l’endroit où se trouve l’ADN.

Les histones jouent également un rôle clé. Les histones sont les molécules protéiques autour desquelles l’ADN s’enroule. L’histone spécifie « combien de fois » la cellule doit s’activer. Chaque cellule de votre corps contient cette combinaison de méthyles et d’histones ; ce qui vous permet de savoir quoi faire et combien. Sans l’épigénome, pourrions-nous dire, nos corps ne sauraient pas quoi faire.

Ce qui est intéressant, c’est que, bien que notre génome soit toujours le même, notre épigénome change au cours de notre vie, décidant quels gènes doivent être activés ou désactivés. Parfois, ces changements surviennent lors de changements physiques majeurs dans notre corps, comme pendant la puberté ou la grossesse. Mais, comme la science commence à le remarquer, il existe également des facteurs externes qui peuvent induire des changements épigénétiques. Mais certains facteurs externes peuvent également nous influencer.

Des choses comme la quantité d’activité physique que nous pratiquons, quoi et combien nous mangeons, nos niveaux de stress, si nous fumons ou buvons, et plus encore, peuvent modifier notre épigénome en affectant la façon dont les groupes méthyle s’attachent aux cellules.

Cela peut provoquer des « erreurs » : et donc, des maladies et des maux. Et parfois, ces changements épigénétiques « se collent » aux gènes et sont transmis aux générations futures. Une étude a révélé que si les jumeaux homozygotes sont épigénétiquement indifférenciés au moment de la naissance, alors de grandes différences ont été trouvées dans leurs groupes méthyle et histone.

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Quels types de mécanismes épigénétiques existent ?

Une des caractéristiques de l’épigénome est qu’il n’est pas statique et qu’il peut être modifié. Tout au long de notre vie, l’épigénome enregistre les expériences de la cellule, ainsi que l’influence de l’environnement sur celles-ci. Alors, l’épigénome est différent dans les différents tissus et types de cellules de l’organisme, il change tout au long de la vie ou au moment du développement et même dans différents états de santé.

Nous présentons ci-dessous les principaux mécanismes épigénétiques. Tous sont réversibles, ce qui signifie qu’ils peuvent être modifiés.

1.      Méthylation de l’ADN

La méthylation de l’ADN est l’un des mécanismes épigénétiques les plus étudiés. Il consiste en l’ajout d’un groupe biochimique appelé méthyle à l’une des unités ou nucléotides qui composent l’ADN, la cytosine. Les groupes méthyle situés sur l’ADN agissent comme des signaux de reconnaissance pour certaines enzymes qui agissent sur l’expression des gènes. La méthylation est généralement associée à une répression de l’expression des gènes. Les groupes méthyle agissent comme des signaux de reconnaissance sur l’ADN.

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2.      Modifications de la chromatine

À l’intérieur du noyau cellulaire, l’ADN n’apparaît pas isolé, mais est organisé avec des protéines et d’autres molécules, formant la chromatine. L’unité fondamentale de la chromatine est le nucléosome, constitué d’ADN enroulé autour de huit unités de protéines histones.

Les histones peuvent être modifiées biochimiquement dans certaines positions spécifiques (modifications épigénétiques réversibles), ce qui affecte le degré de compactage de l’ADN dans le nucléosome et l’accessibilité des gènes à toute la machinerie enzymatique responsable de l’expression des gènes. Plus l’ADN est compact dans un nucléosome, moins les gènes de cette région sont accessibles. Au contraire, si l’ADN est moins compacté, il y a plus d’espace pour que les protéines liées à l’expression des gènes se lient à l’ADN.

Des combinaisons de modifications d’histones définissent l’état de la chromatine et l’activité de l’ADN qui la compose. De plus, la localisation des nucléosomes détermine également l’accessibilité des facteurs de transcription à l’ADN.

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3.      ARN d’interférence

Certaines petites molécules d’ARN peuvent faire taire l’expression génique, se lier à l’ADN et interférer avec la transcription ou le processus dans lequel l’information est transférée de l’ADN à l’ARN ou se liant à des complexes protéiques de silençage génique.

Les différents mécanismes épigénétiques interagissent entre eux. Par exemple, la machinerie cellulaire responsable du remodelage des nucléosomes est influencée par la méthylation de l’ADN et par des modifications des histones. De même, la méthylation de l’ADN est un signal pour recruter des complexes protéiques qui incluent des protéines modifiant les histones.

Lorsque les mécanismes épigénétiques ne fonctionnent pas correctement, des maladies peuvent se développer. Un exemple est le syndrome de Rett, causé dans la plupart des cas par des mutations du gène MECP2 qui code pour une protéine de liaison à l’ADN méthylée.

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3 avantages potentiels de l’épigénétique

Jusqu’à présent, cela semble juste nous faire peur : les pires de nos habitudes peuvent se transmettre de génération en génération. C’est une discipline jeune, c’est vrai, mais il y a aussi beaucoup à espérer :

·         Cela pourrait changer la façon dont nous traitons la maladie

Étant donné que l’épigénome contrôle le comportement des gènes, un mauvais type peut se comporter comme une mutation génétique. Cela peut entraîner un risque accru de cancer ou de maladies auto-immunes. Mais à mesure que nous en apprenons davantage sur les causes de ces erreurs, les scientifiques pourraient développer des médicaments pour manipuler les groupes méthyle ou les histones qui les causent, trouvant ainsi un remède.

·         Cela pourrait changer la façon dont nous traitons la dépendance

Certaines personnes sont plus vulnérables à la dépendance que d’autres. Mais il n’y a pas de gènes spécifiques pour cela, car cette tendance résulte d’une combinaison de facteurs héréditaires et environnementaux. Les chercheurs ont découvert que les mécanismes épigénétiques jouent un rôle clé dans le cerveau lorsqu’il s’agit de ces problèmes : en influençant la façon dont les gènes sont exprimés, nous pourrions éliminer ce type de prédisposition.

·         Cela pourrait changer la façon dont nous traitons les traumatismes

Les événements traumatiques peuvent modifier l’épigénome : par exemple, une étude a révélé que les enfants nés de femmes enceintes pendant les attentats du 11 septembre avaient des niveaux de cortisol plus faibles, les laissant plus vulnérables au trouble de stress post-traumatique. Malgré les détracteurs, une évolution de la discipline pourrait permettre de pallier certaines prédispositions psychologiques.

Conclusion

L’épigénétique est une branche de la science extrêmement jeune, et de nombreuses études sur le sujet sont petites ; il est donc difficile de donner des certitudes absolues.

Personne ne sait à quel point l’épigénome peut être affecté. On ne sait pas encore ce qui est possible sur les humains ; car la plupart des tests ont été effectués sur des animaux. Bien que cela ait conduit à des résultats encourageants.

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