Epigénétique, nutrition et santé durable

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L'épigénétique bouleverse nos connaissances de la vie depuis deux décennies. Lien entre le constitutionnel, la génétique et l'environnement, l'épigénétique permet une meilleure compréhension de l'impact des stimuli de l'environnement et de l'influence durable et la transmission des effets de ce même environnement sur les individus, les espèces, et leur évolution.

« Epigénétique, nutrition et santé durable » - Crédit photo : www.nutripages.fr Jusqu'à ces dernières années, il était admis que le contrôle du fonctionnement des gènes était exclusivement dû à d'autres gènes de l'ADN dits « régulateurs ». La nouveauté considérable introduite par l'épigénétique démontre qu'en dehors des gènes régulateurs, le fonctionnement peut aussi être contrôlé par le milieu endogène et l'environnement. Ainsi, ces stimuli endogènes et/ou exogènes vont, eux aussi, apporter leur quote-part à l'expression des gènes, tout en ne modifiant à aucun moment la séquence de l'ADN. Les lois de l'Evolution se servent de mécanismes chimiques dont la méthylation pour favoriser la mise en place de ce que l'on appelle les « modifications épigénétiques » (Weber 2008 ; Filion et al. 2006).

Ainsi un gène méthylé ne pourra plus s'exprimer alors que sa séquence n'a pas été changée. A l'inverse un gène non méthylé ou déméthylé n'a pas d'entrave à son expression. Il s'agit là d'un formidable moyen pour tout être vivant de s'adapter aux variations des stimuli endogènes (température, acidité, dysbioses, récurrences virales...) et/ou exogènes (stress chronique quel que soit sa nature, alimentation déséquilibrée, agents toxiques, infections...). L'interprétation permanente de ces stimuli par les mécanismes épigénétiques concoure à l'élaboration, pour une même cause, de phénotypes variables selon les individus, nouveau champ d'étude, bouleversant notre compréhension de l'hérédité et de la diversité biologique.

L'épigénétique correspond sur le plan moléculaire, à un ensemble des modifications qui altèrent durablement l'expression des gènes sans en affecter la séquence nucléotidique. Ces modifications sont aussi différentes de l'activation ou de l'inactivation à court terme, temporaire, d'un gène, sous l'effet notamment d'un facteur de transcription. Les marques épigénétiques peuvent persister durant des décennies, voire être transmises à la génération suivante sans que la séquence nucléotidique de l'ADN ne soit modifiée, donc sans faire intervenir un mécanisme d'hérédité génétique.

Parmi les modifications épigénétiques, la méthylation des résidus cytosines de l'ADN joue un rôle clé. Plus particulièrement, la méthylation de l'ADN (Filion et al.2006) et des histones (Nicolas et al.2002) est reconnue comme étant essentielle à la régulation épigénétique de la transcription des gènes aussi bien chez les végétaux que chez les mammifères (Ray-Gallet et al.2005). Ces réactions de méthylation sont habituellement réversibles traduisant la plasticité de l'information épigénétique, à l'inverse du code génétique stable en dehors des événements de mutagénèse.

Les modifications moléculaires principales consistent en la méthylation (pour l'inactivation d'un gène) ou la déméthylation (pour son activation) d'ilots CpG de l'ADN, ainsi que dans l'acétylation/ désacétylation des histones (activation/ inactivation de la chromatine), enfin la mise en jeu de microRNAs. Les substrats et facteurs régulateurs des enzymes contrôlant ces réactions peuvent être d'origine exogène, nutritionnelle, macro- ou micronutriments, ou encore être des radicaux libres issus du stress oxydatif. Des modifications épigénétiques expliquent l'inactivation de l'un des deux chromosomes X chez la femme, et l'empreinte parentale portée par certains gènes, tels que les gènes IGF2 ou H19 qui contrôlent la croissance fœtale.

L'expression de ces gènes est différente selon que l'allèle est hérité de la mère ou du père. Il a été démontré que certains syndromes polymalformatifs, comme le syndrome de Wiedeman-Beckwith, ont ainsi une origine épigénétique, et sont liés à des anomalies de méthylation de gènes soumis à empreinte parentale.

Particulièrement actifs aux débuts de la vie, lors de la gamétogénèse, de la fécondation et durant le développement périnatal, les phénomènes épigénétiques semblent être l'un des facteurs expliquant la programmation précoce, périnatale de la plupart des maladies non transmissibles qui affectent les pays industrialisés sur un mode quasi-épidémique, telles que les maladies cardio-vasculaires et le diabète de type 2. Mais c'est tout au long de la vie que des marques épigénétiques s'accumulent par ailleurs sur le génome sous l'effet de l'environnement, nutritionnel,et toxique, auquel est exposé chaque individu.

(Par Umberto Simeoni, Service de médecine néonatale, AP-HM, INSERM UMR608 & Fondation Santé, Sport et Développement Durable, Université de la Méditerranée, Marseille, France - Forum de micronutrition à l'Institut Pasteur de Paris - 13 mars 2010)

SOURCE : IEDM

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