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« Les biomarqueurs épigénétiques constitueront une avancée significative de la médecine et permettront à l’avenir de passer de la médecine réactionnelle à la médecine préventive. »
Prof. Michael Skinner
PULLMAN (WASH.) – Une étude a identifié des biomarqueurs dans le sperme de l’homme qui peuvent indiquer une propension à engendrer des enfants atteints de troubles du spectre autistique (autisme). Ces biomarqueurs sont de type épigénétiques, ce qui signifie qu’ils impliquent des modifications des facteurs moléculaires qui régulent l’activité du génome, comme l’expression des gènes indépendamment de la séquence d’ADN, et peuvent être transmis aux générations futures. Creapharma.ch a pu poser quelques questions au principal auteur de cette étude, le Prof. Michael Skinner (photo).
Dans une étude publiée dans la revue scientifique Clinical Epigenetics (DOI : 10.1186/s13148-020-00995-2) le 7 janvier 2021, les chercheurs ont identifié un ensemble de caractéristiques génomiques, appelées régions de méthylation de l’ADN, dans des échantillons de sperme provenant d’hommes connus pour avoir des enfants autistes. Puis, grâce à une série de tests en aveugle, les chercheurs ont pu utiliser la présence de ces caractéristiques pour déterminer si d’autres hommes avaient eu des enfants autistes avec une précision de 90%.
“Nous pouvons maintenant potentiellement utiliser cela pour évaluer si un homme va transmettre l’autisme à ses enfants”, a déclaré Prof. Michael Skinner, professeur de sciences biologiques à l’Université de l’État de Washington (WSU) et auteur correspondant de l’étude. “C’est également une étape majeure vers l’identification des facteurs susceptibles de favoriser l’autisme”.
Augmentation de l’autisme dans la société
L’incidence des troubles du spectre autistique a augmenté de façon spectaculaire au fil du temps, passant de 1 personne sur 5’000 en 1975 à 1 personne sur 68 en 2014. Si l’amélioration du diagnostic et de la sensibilisation peut expliquer une partie de cette évolution, de nombreux chercheurs pensent que la récente augmentation au cours des deux dernières décennies pourrait être due à des facteurs environnementaux et moléculaires. Des études antérieures ont également montré que les enfants peuvent hériter de ce trouble de leurs parents, et que les pères sont plus souvent liés à la transmission de l’autisme que les mères.
Etude en détail : méthyl
Dans l’étude actuelle, des chercheurs de la WSU, du centre de recherche clinique de Valence et de l’université de Valence en Espagne, ont examiné l’épigénétique du sperme, les processus moléculaires qui affectent l’expression des gènes, dans deux groupes d’hommes : 13 qui ont eu des fils autistes et 13 qui ont eu des enfants non atteints de cette maladie. Ils se sont penchés plus particulièrement sur la méthylation de l’ADN, une modification chimique qui se produit lorsqu’un groupe méthyle s’attache à un brin d’ADN et peut activer ou désactiver des gènes.
Les chercheurs ont identifié 805 régions de méthylation de l’ADN différentes qui peuvent potentiellement agir comme un biomarqueur épigénétique de la susceptibilité des enfants de pères autistes. Ils ont testé leurs résultats en essayant d’identifier les pères qui ont ou n’ont pas eu d’enfants autistes à partir de leurs échantillons de sperme. Lors de tests en aveugle effectués sur 18 hommes, ils ont correctement identifié tous les pères, à l’exception de deux faux négatifs, soit un taux de précision d’environ 90%.
D’autres travaux et des essais plus poussés sont nécessaires pour transformer les résultats de l’étude en un outil médical potentiel, et M. Skinner et ses collègues travaillent sur une étude plus approfondie impliquant plus de 100 hommes.
Avec des recherches plus approfondies, ce biomarqueur pourrait également être utilisé pour retracer la façon dont les changements épigénétiques se sont produits au départ, a déclaré M. Skinner.
“Nous avons découvert il y a des années que des facteurs environnementaux peuvent altérer la lignée germinale, le sperme ou l’ovule, l’épigénétique”, a déclaré Skinner. “Avec cet outil, nous pourrions faire des études de population plus importantes pour voir quels types de facteurs environnementaux peuvent induire ces types de changements épigénétiques”.
Pour mieux comprendre certains aspects de l’étude, Creapharma.ch a interrogé le Prof. Michael Skinner.
Creapharma.ch – Comment expliquer la méthylation de l’ADN à des personnes qui n’ont pas de connaissances très avancées en biologie ? J’ai lu un jour qu’on peut considérer cela comme un bouton “on” – “off”. Parle-t-on également de la méthylation de l’ADN dans les spermatozoïdes (dans la tête ou le noyau) ?
Prof. Skinner – L’épigénétique est définie comme les facteurs moléculaires autour de l’ADN qui régulent l’activité du génome (comme le fait de savoir quels gènes sont activés ou désactivés, concept de “on” – “off”) indépendamment de la séquence d’ADN, donc ne sont pas génétiques. Cela comprend la méthylation de l’ADN (modification chimique de l’ADN), les protéines associées à l’ADN appelées modifications chimiques des histones, ou les petits ARN non codants. C’est l’épigénétique qui régule les gènes activés ou désactivés et le degré d’expression, en s’intégrant à la génétique. L’ADN du sperme se trouve uniquement dans le noyau du sperme qui se trouve dans la tête du spermatozoïde.
Il est un peu contre-intuitif d’apprendre que les pères sont plus souvent liés à la transmission de l’autisme que les mères, alors que nous savons qu’au cours des 9 mois de grossesse, beaucoup de choses peuvent se produire. Cela signifie-t-il que tout indique que l’autisme se forme avant la grossesse, voire avant la conception ?
Les contributions des pères par rapport aux mères pour l’autisme ont été évaluées et un niveau de transmission paternelle supérieur de près de 3 pour 1. C’est pourquoi on observe plus d’hommes autistes que de femmes. La grossesse est un élément essentiel de l’exposition du fœtus et de nombreux facteurs environnementaux peuvent influencer la sensibilité à la maladie. Cependant, il y a plus de vingt ans, nous avons identifié l’existence d’une forme non génétique d’hérédité par l’analyse de la transmission épigénétique transgénérationnelle de maladies induites par l’environnement, aujourd’hui bien établie chez un certain nombre d’espèces, dont l’homme. Il ne s’agit donc pas de génétique, mais d’épigénétique, qui est tout aussi importante en biologie que la génétique. Un phénomène biologique ou une maladie induite par l’environnement ne peut pas vraiment se produire par le biais de la génétique, mais c’est l’épigénétique qui réagit à l’environnement.
Si je comprends bien, pour l’instant, il n’est pas possible d’aller dans un hôpital ou clinique (par exemple dans l’État de Washington où vous travaillez) et d’effectuer une telle analyse de sperme pour un homme ? Avez-vous une prévision quant à la date à laquelle un tel outil sera disponible pour la population générale ?
Des essais cliniques élargis sont nécessaires à l’avenir pour établir de tels diagnostics. L’utilisation potentielle dans les cliniques de FIV ou dans la population générale permettrait aux parents de tester ce potentiel de transmission générationnelle et de contribuer à l’intervention clinique précoce pour réduire la gravité de l’autisme et améliorer la gestion clinique de l’autisme. Cela s’applique également à d’autres maladies à l’avenir. Le diagnostic de la prédisposition à la maladie avant l’apparition de celle-ci faciliterait l’utilisation de la médecine préventive et de la thérapeutique pour prévenir ou retarder l’apparition de la maladie, avant qu’elle ne se développe. Les biomarqueurs épigénétiques constitueront une avancée significative de la médecine et permettront à l’avenir de passer de la médecine réactionnelle à la médecine préventive. Si une société biotechnologique ou pharmaceutique intéressée par de tels essais cliniques se mettait à la tâche, ce type de choses pourrait être disponible dans quelques années. La prochaine étape des essais cliniques est le facteur clé.
Avons-nous des idées ou des pistes concernant cette méthylation de l’ADN du sperme qui conduit à l’autisme ? Cela pourrait-il être dû à la pollution, à des produits chimiques (par exemple dans les aliments) ?
Ces altérations épigénétiques (épimutations) des gamètes comme les spermatozoïdes et les ovules jouent un rôle dans la transmission de la susceptibilité aux maladies à la progéniture et aux générations futures. Étant donné que des facteurs environnementaux sont impliqués dans l’étiologie de la plupart des maladies, y compris l’autisme, cette exposition parentale ou l’héritage épigénétique d’origine ancestrale doit être sérieusement prise en compte dans l’étiologie de l’autisme et d’autres maladies. Des biomarqueurs spécifiques basés sur ce type de technologie pourraient permettre de développer de futurs diagnostics pour prévenir ou améliorer la gestion clinique de nombreuses maladies. Bien que des études cliniques de plus grande envergure soient nécessaires, cette étude suggère le potentiel d’applications utiles pour les diagnostics d’épimutations à l’avenir.
Nous pouvons désormais utiliser de tels biomarqueurs pour concevoir des études permettant de déterminer potentiellement les facteurs environnementaux impliqués, sur la base des observations faites. L’essentiel est de trouver des financements pour ces études et les populations de patients.
Creapharma.ch remercie le Prof. Michael Skinner pour cet interview accordé par e-mail entre le 12 janvier 2021 et le 13 janvier 2021. Interview réalisé en anglais puis traduit en français par Xavier Gruffat (pharmacien).
Le 13 janvier 2021. Par Xavier Gruffat. Source : communiqué de presse de l’étude. Référence étude : Clinical Epigenetics (DOI : 10.1186/s13148-020-00995-2).
Crédits photos : Skinner.wsu.edu (avec autorisation de l’auteur), Adobe Stock.