Les changements dans votre génome ressenti à travers les générations

Nous savons tous que l'information est transmise d'une génération à l'autre par les gènes. Mais qu'en est-il d'un autre type de changement non génétique dans votre ADN, appelé épigénétique?

Les changements épigénétiques sont des modifications chimiques de votre ADN qui agissent comme des commutateurs «on / off» pour les gènes, modifiant l’expression des gènes sans modifier directement le code du gène. Un gène est désactivé quand une modification est attachée et réactivé quand la modification est supprimée. La modification la plus discutée est la méthylation de l'ADN, où un petit groupe méthyle (CH3) est ajouté à l'ADN.

Les changements épigénétiques sont réversibles et peuvent être facilement modifiés par l'environnement. L’enregistrement des changements épigénétiques dans votre génome est appelé votre épigénome. Il est important de noter que l’épigénome peut être transmis de génération en génération, ce qui affecte les traits des enfants en modifiant l’expression des gènes sans modifier le code ADN.

Bien que votre santé dépend des gènes et de l'épigénome avec lesquels vous êtes né, vous continuez de contrôler les effets de votre mode de vie. Alors, comment vos activités et vos choix de vie affectent-ils votre épigénome et comment ces changements affectent-ils les générations futures?

L'épigénétique et ses relations avec la santé

Tout ce que vous faites affecte votre épigénome, de votre environnement à vos habitudes de sommeil en passant par votre régime alimentaire et votre activité physique. L'épigénétique joue également un rôle important dans les maladies, en particulier les cancers. Il est donc important de comprendre comment modifier l'épigénome.

De nombreux aspects peuvent affecter les modifications épigénétiques, y compris celles que vous pouvez (vert) et ne pouvez pas (rouge) changer. Source: nutriments.

On pense que les composés de certains aliments protègent contre le cancer en influençant les modifications épigénétiques. La méthylation accrue de certaines régions de l'ADN, appelées promoteurs de gènes, désactive les gènes.

Les acides gras oméga-3 EPA et DHA (présents dans l'huile de poisson) sont anti-inflammatoires car ils désactivent l'expression d'une enzyme inflammatoire (COX-2) par le biais de la méthylation de son promoteur. Les polyphénols (présents dans le thé vert, le café, le vin rouge, les fruits et les légumes) sont connus pour activer certains gènes par déméthylation directe ou inhibition des enzymes de méthylation. Le folate (présent dans les légumes-feuilles sombres ou pris comme supplément) est converti en un important donneur de méthyle, qui peut ensuite méthyler l'ADN. L'apport en folates est lié à une méthylation plus élevée d'un gène de facteur de croissance spécifique (IGF2), qui «désactive» le facteur de croissance et peut aider à prévenir le cancer, tel que le cancer colorectal.

Cependant, tous les choix alimentaires ne provoquent pas d'effets épigénétiques positifs. La consommation d'alcool a été liée à des modifications épigénétiques néfastes et à plusieurs cancers. Différents gènes ont été désactivés via une méthylation accrue du promoteur chez les patients atteints de cancer colorectal qui buvaient beaucoup par rapport à ceux qui buvaient peu ou pas d'alcool. Les gènes impliqués dans deux voies de régulation (MGMT et WNT) ont été désactivés via une méthylation accrue du promoteur chez les patients atteints d'un cancer de la tête et du cou buvant par rapport aux non-buveurs.

Bien que l'exercice soit connu pour ses multiples effets bénéfiques sur la santé, il a également été associé à la modification de la méthylation de l'ADN.

Un exercice aérobique pendant six mois a provoqué des modifications de la méthylation de l'ADN dans les tissus musculaires et adipeux, qui ont directement affecté la création et le stockage de la graisse. L'exercice chez les jeunes sédentaires a montré une méthylation réduite dans un muscle de la jambe (vastus lateralis) chez certains promoteurs de gènes impliqués dans le métabolisme (PGC-1α, PDK4 et PPAR-δ), ce qui a entraîné une augmentation du métabolisme.

Les effets épigénétiques de l’entraînement ont été étudiés chez 23 jeunes adultes en bonne santé. Sur une période de trois mois, les participants ont exercé une jambe en faisant du vélo, tandis que l'autre se reposait, chacun agissant comme son propre contrôle. Une augmentation ou une diminution de la méthylation a été observée à plus de 5 000 endroits sur le génome des cellules musculaires de jambe au cours de l'exercice. La plupart des gènes affectés ont été impliqués dans l'inflammation, le métabolisme énergétique et la réponse à l'insuline, entraînant des modifications épigénétiques qui ont permis d'obtenir des muscles plus sains.

Une méthylation altérée de l'ADN est couramment observée dans le cancer. Il a été suggéré que l'exercice procure des effets anticancéreux protecteurs en activant «les» gènes suppresseurs de tumeurs en diminuant la méthylation. Cependant, la complexité de la mesure des exercices autodéclarés par de petits groupes de personnes et des résultats différents d’études diverses ne permet pas de tirer des conclusions plus solides.

Ce que vous choisissez pour votre propre style de vie n'influencera que partiellement votre épigénome - certaines modifications ont peut-être été ajoutées avant votre naissance.

Héritage épigénétique

Votre épigénome n’est pas tout à fait le vôtre - vous avez hérité de certains marqueurs épigénétiques de vos parents, de vos grands-parents et au-delà. Cela signifie que le style de vie et les expériences de vos ancêtres ont affecté votre épigénome et que vous façonnerez à son tour l'épigénome de vos enfants.

Les changements épigénétiques peuvent être héréditaires et se transmettre de génération en génération. Quand une femme est enceinte, trois générations sont directement touchées par son mode de vie: 1) elle-même, 2) son enfant et 3) ses petits-enfants (par le biais de ses ovules ou de son sperme).

Le mode de vie et l’environnement d’une mère enceinte peuvent affecter directement trois générations simultanément. Source: learn.genetics.utah.edu

L'épigénétique est particulièrement importante pendant deux périodes clés: les «fenêtres critiques» du développement précoce et les «transitions alimentaires» chez les adultes, telles que la suralimentation chronique, un régime alimentaire riche en graisses ou une restriction calorique chronique.

La nutrition maternelle a été liée aux changements épigénétiques chez leurs enfants. Le régime alimentaire seul a été utilisé pour influencer l'apparence, la longévité et la susceptibilité aux maladies des souris. Les souris enceintes agouti, connues pour leur pelage doré, leur obésité et leur sensibilité accrue au cancer et au diabète, étaient nourries avec des aliments riches en donneurs de méthyle, tels que des oignons, de l'ail et des betteraves. Bien que le gène agouti nuisible ait été transmis de mère en bébé, une méthylation accrue du gène issu du régime riche en méthyle l'a éteint, produisant des bébés bruns, minces, vivant plus longtemps et moins susceptibles au cancer et au diabète. . Compléter la nutrition maternelle avec des donneurs de méthyle tels que le folate, initialement destiné à prévenir les défauts du cerveau et de la colonne vertébrale, peut également modifier la régulation des gènes épigénétiques au cours du développement de l'embryon.

Un régime riche en donneurs de méthyle (folate, choline et vitamine B12) consommé pendant la grossesse a neutralisé un gène nuisible transmis de la mère (jaune, gauche) au bébé (brun, droite). Source: discovermagazine.com

Bien que l'on pense que l'exercice modéré régulier pendant la grossesse est bénéfique à la fois pour la mère et l'enfant, peu de recherches ont été menées sur les modifications épigénétiques induites par l'exercice de la mère. Une meilleure santé cardiovasculaire (diminution de la fréquence cardiaque fœtale et augmentation du volume systolique) a été observée chez les bébés à 36 semaines de gestation chez les femmes enceintes qui font de l'exercice régulièrement. Les souris nées de mères qui couraient volontairement sur une roue avaient augmenté la création de neurones dans une partie spécifique du cerveau (l'hippocampe). Une amélioration de la régulation du sucre et de la sensibilité à l'insuline a été observée chez les bébés rats dont les mères couraient volontairement sur une roue avant la conception et pendant la période d'accouplement. L'exercice maternel peut également même réduire le risque de développer des maladies telles que le diabète et les maladies cardiovasculaires chez leurs enfants à l'âge adulte.

Pouvez-vous en savoir plus sur votre épigénome par des tests ADN?

Les tests génétiques peuvent révéler quels gènes vous portez et comment ils affectent votre santé et vos traits, mais ils ne vous disent rien de votre épigénome. La méthylation étant réversible, il est difficile d’étudier la méthylation de l’ADN. Bien qu'il existe des moyens de détecter la méthylation de l'ADN en laboratoire, cette science n'a pas encore été largement transmise aux patients.

Certains tests cliniques sont disponibles pour détecter le cancer en identifiant les marqueurs épigénétiques uniques de la cellule cancéreuse. La société Epigenomics propose des «tests sanguins mini-invasifs» permettant de détecter le cancer colorectal ou le cancer du poumon dans le sang. Un autre test épigénétique, appelé EPICUP, peut déterminer le type de tumeur primitive provoquant des métastases chez un patient cancéreux.

Une autre société, Episona, dispose du seul test de fertilité épigénétique disponible pour le sperme.

Avec la popularité croissante des tests génétiques, en particulier des kits destinés au consommateur, il n’est plus qu’une question de temps avant que des kits de test épigénétique destinés au consommateur soient disponibles.

Publié à l’origine sur www.geneticsdigest.com le 15 décembre 2018.