En un coup d'œil
L'épigénétique désigne les mécanismes qui modulent l'expression des gènes sans affecter leur séquence.
L'alimentation, le stress, l'activité physique et l'exposition à des polluants peuvent avoir un impact sur notre santé.
L'identification des facteurs de risque et la compréhension de ces mécanismes offrent de nouvelles perspectives.
Depuis quelques années, l'attention des scientifiques et des professionnels de santé est portée sur une discipline passionnante : l'épigénétique. Les recherches ont montré que certains facteurs environnementaux peuvent influencer l'expression des gènes, c'est-à-dire leur activation ou leur mise en silence. L'alimentation, l'exposition à des polluants, un traumatisme ou le stress peuvent ainsi affecter durablement notre santé et celle de notre descendance. Ce champ de recherche novateur affine la compréhension des interactions entre l'environnement et la santé, ouvrant la voie à une approche préventive : la santé environnementale.
À quoi correspond « l'expression des gènes » ?
« Épigénétique » signifie littéralement « au-dessus de la génétique ». Ce terme désigne l'ensemble des mécanismes biochimiques qui modulent l'expression des gènes sans affecter la séquence d'ADN. Ils incluent notamment la méthylation de l'ADN, les modifications des histones et la production de microARN régulateurs. Cela permet à des cellules génétiquement identiques de développer des fonctions spécialisées : les cellules du foie, de la peau ou du cerveau possèdent toutes le même patrimoine génétique mais expriment des gènes différents selon leur rôle.
La méthylation de l'ADN constitue l'un des mécanismes épigénétiques les plus étudiés à ce jour. Elle consiste en "l'ajout d'un groupement méthyl (-CH3) soit sur l'ADN, soit sur les protéines qui entourent l'ADN (les histones)" peut-on lire dans la revue International Journal of Molecular Sciences. Lorsqu'un gène est méthylé, il est réprimé : sa transcription, la première étape de son expression, est bloquée (comme si "l'interrupteur" était éteint). Le mécanisme inverse est l'acétylation.
À découvrir : Les travaux remarquables de la scientifique Edith Heard en épigénétique.
Une particularité des marques épigénétiques réside dans leur réversibilité et, dans certains cas, leur transmissibilité. Contrairement aux mutations génétiques (accidentelles ou provoquées, comme avec CRISPR-Cas9) qui altèrent la séquence d'ADN, les variations épigénétiques dépendent de nombreux facteurs sur lesquels il est possible d'agir. Les recherches ont par ailleurs démontré une possibilité de transmission à la descendance. Par exemple, l'exposition à des toxiques ou un traumatisme subi par la mère peuvent avoir des impacts sur "trois générations, voir plus".
L'environnement laisse son empreinte sur nos cellules
La découverte la plus remarquable en épigénétique concerne l'influence de notre environnement sur l'expression des gènes. L'alimentation, le stress, la pollution, la qualité du sommeil, la prise de médicaments, l'hygiène de vie ou encore l'activité physique constituent autant de signaux auxquels nos cellules réagissent. Ces facteurs environnementaux peuvent ainsi avoir des effets durables, positifs ou négatifs, sur notre santé et parfois, celle de nos descendants.
Le saviez-vous ? La célèbre technique CRISPR-Cas9 d'édition du génome est aujourd'hui exploitée dans la recherche fondamentale en ingénierie épigénétique (édition de l'épigénome). En particulier, deux techniques : la modulation locale de la transcription et la modification sélective de la composition de la chromatine.
Parmi les facteurs environnementaux ayant un impact sur l'épigénome, l'alimentation peut être citée. Des carences nutritionnelles pendant des périodes critiques du développement humain (pendant la grossesse) peuvent avoir des impacts sur la santé. Une étude sur la famine hollandaise de 1944-1945 a ainsi révélé que les enfants exposés in utero à la malnutrition présentaient, des décennies plus tard, des modifications épigénétiques associées à des risques importants : maladie coronarienne, cancer du sein, intolérance au glucose, coagulation perturbée et réponse élevée au stress. La sédentarité et l'exposition à des polluants (perturbateurs endocriniens, métaux lourds, particules fines) ont aussi un impact négatif sur la santé. À l'inverse, une alimentation saine, une activité régulière et une faible exposition aux toxiques permettent d'agir positivement en limitant les risques.
Des modifications épigénétiques ont également été démontrées avec une exposition élevée au stress (ou à un traumatisme). Les impacts sont d'autant plus marqués lorsqu'ils sont subis durant l'enfance ou l'adolescence : par exemple, lorsque l'enfant est placé dans un établissement, s'il est victime de violences, ou encore si l'un de ses parents souffre d'une dépression. Ces marques peuvent persister à l'âge adulte et accroître le risque de développer des troubles psychiques, métaboliques ou cardiovasculaires.
Une opportunité pour repenser nos modes de vie
Au gré des découvertes, l'épigénétique permet d'améliorer la compréhension de maladies. Certains cancers, le diabète de type 2, l'obésité, les troubles neurodéveloppementaux, les maladies auto-immunes et les pathologies cardiovasculaires pourraient être influencés par des facteurs environnementaux. Des études montrent aussi que les inégalités sociales peuvent avoir un impact sur la santé, en raison d'une exposition parfois plus importante aux facteurs de risque.
L'épigénétique n'a pas vocation à remplacer la médecine : elle l'éclaire et l'enrichit. Elle fournit des informations précieuses pour améliorer le diagnostic, la prévention et la prise en charge. En effet, elle favorise une approche plus personnalisée grâce à une attention portée sur les différents facteurs environnementaux auxquels le patient a été ou est exposé. Et mieux encore, d'agir dessus pour réduire les risques ! Par exemple, en cherchant à limiter l'exposition à des substances chimiques que le patient manipule dans le cadre de sa profession, à le réorienter vers la médecine nutritionnelle pour adopter une alimentation plus saine ou vers un psychologue en présence d'un stress important ou après un traumatisme. C'est la "santé environnementale".
Ces découvertes offrent une perspective remarquable : nous pouvons, individuellement et collectivement, contribuer à améliorer la santé. L'épigénétique nous invite ainsi à repenser nos modes de vie et nos sociétés pour réduire l'exposition aux facteurs de risque afin de protéger l'environnement dans lequel nous évoluons et ainsi la santé, y compris des futures générations.
Pour Approfondir
INSERM, L’épigénétique : un génome, plein de possibilités, 2015.
CEA, Tout s'explique : qu'est-ce que l'épigénétique ?, 2021.
Philippe Arimondo, Épigénétique et réponses transgénérationnelles aux impacts de l’environnement, Médecine/Sciences, 2016.