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Nos parents et nos grands-parents font partie de notre identité. Ils et elles nous ont élevés et nous ont servi de modèles, mais elles et ils nous ont aussi transmis leurs gènes. C'est pourquoi nous leur ressemblons et partageons une prédisposition génétique à développer certaines maladies. Cependant, les gènes ne sont peut-être pas les seuls facteurs moléculaires que nous avons hérités d'elles et eux. Les effets du mode de vie et des expériences des générations précédentes - notamment la qualité de leur alimentation et les traumatismes émotionnels subis - peuvent également être transmis d'une génération à l'autre par l'intermédiaire de marqueurs biochimiques présents dans les spermatozoïdes et les ovules.
Une étude menée dans le village d'Överkalix, dans le nord de la Suède, qui a analysé des données familiales remontant à plus d'un siècle, a montré que les fils d'hommes ayant suivi un régime alimentaire copieux pendant leur enfance présentaient un risque plus élevé de maladies cardiovasculaires que les fils d'hommes ayant grandi avec des aliments plus maigres. Les effets de l'alimentation s'étendaient même à la deuxième génération : les petits-fils des hommes qui mangeaient abondamment présentaient un risque élevé de diabète.
Nous savons également que les traumatismes subis au début de la vie, les abus physiques ou sexuels et la violence affectent la santé d'une génération à l'autre. Ils augmentent le risque de dépression, d'anxiété, de troubles de la personnalité et de maladies métaboliques et cardiovasculaires. Les enfants des vétérans de la guerre du Viêt Nam et des survivantes et survivants de l'Holocauste sont plus susceptibles de souffrir de stress post-traumatique et de dépression. Les scientifiques, les psychologues, les psychiatres et les travailleuses et travailleurs sociaux sont conscients depuis longtemps de ces effets intergénérationnels, mais ne savent pas exactement ce qui les provoque. Les professeures Isabelle Mansuy et Katharina Gapp se sont penchées sur cette question et leurs résultats suggèrent que les facteurs dits épigénétiques jouent un rôle.
Les facteurs épigénétiques sont un ensemble de molécules ou d'étiquettes moléculaires sur et autour de l'ADN qui ne modifient pas directement sa séquence (le code génétique). Ils régulent plutôt l'activité de l'ADN et l'expression des gènes par des processus moléculaires et structurels complexes.
Comme l'ADN, qui est transmis des parents aux enfants, les facteurs épigénétiques dans les cellules germinales peuvent également être hérités. On ne sait toutefois pas si ces facteurs sont entièrement hérités et, s'ils sont modifiés par une expérience traumatisante ou une mauvaise alimentation, combien de personnes en aval peuvent être affectées. Aujourd'hui, on sait que les symptômes se transmettent d'une génération à l'autre, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les anomalies épigénétiques persistent d'une génération à l'autre.
Cette question est particulièrement pertinente en ce qui concerne le stress et les traumatismes subis par les victimes de maltraitance infantile ou de violence domestique et par les réfugiés fuyant un conflit. Les cicatrices psychologiques infligées aux survivants et survivantes de traumatismes sont déjà suffisamment tragiques. Mais si les effets s'étendent à leurs descendantes et descendants, le nombre de victimes augmente considérablement.
Signature caractéristique
Isabelle Mansuy et Katharina Gapp ont étudié la manière dont les effets des traumatismes sont hérités chez les souris. Elles ont pu montrer que les souriceaux mâles exposés au stress sur de longues périodes deviennent des adultes antisociaux qui présentent des symptômes de dépression, un comportement plus risqué et des déficits de mémoire. Lorsque les chercheuses ont accouplé ces animaux avec des souris témoins et étudié leur progéniture, elles ont découvert que la génération suivante présentait également le même type de modèles comportementaux altérés, certains de ces comportements anormaux persistant même jusqu'à la cinquième génération.
Katharina Gapp a commencé sa carrière de chercheuse il y a plusieurs années en tant que doctorante dans le groupe d'Isabelle Mansuy. Aujourd'hui, elle dirige son propre groupe de recherche à l'ETH Zurich. Dans le cadre de son projet de doctorat, elle a découvert que le profil ARN des spermatozoïdes est en partie responsable de la transmission des effets du stress chez les souris. Pour ce faire, elle a analysé des milliers de molécules d'ARN provenant de spermatozoïdes d'animaux qui avaient eux-mêmes été exposés à un stress traumatique ou dont les pères avaient subi un stress, et les a comparés à ceux d'animaux du groupe de contrôle non traumatisés.
Elle a ainsi pu identifier une signature caractéristique de ces molécules d'ARN que l'on ne retrouve que chez les animaux traumatisés. Dans une expérience ultérieure, elle a isolé l'ARN du sperme de souris mâles traumatisées et l'a injecté dans des ovules fécondés produits par des parents non traumatisés. Les résultats ont confirmé que l'ARN des spermatozoïdes transmettait des informations sur les traumatismes antérieurs - un cas évident de transmission épigénétique.
Stress imprévisible
Les travaux de Katharina Gapp s'appuient sur un modèle pionnier mis au point par Isabelle Mansuy, qui aide les chercheurs et chercheuses à étudier les effets du stress et des traumatismes émotionnels chez les souris. Dans le modèle d'Isabelle Mansuy, les petits sont séparés de leur mère pendant trois heures, à des moments aléatoires et imprévisibles. Cette opération est répétée chaque jour pendant deux semaines. En outre, les mères sont soumises à des situations de stress sévères et imprévisibles.
Le fait que l'ARN puisse être un indicateur d'expériences traumatiques passées, non seulement chez les souris, mais aussi chez les êtres humains, a été démontré par un autre doctorant du groupe d'Isabelle Mansuy. Le chercheur a mené une étude en collaboration avec SOS Villages d'Enfants Pakistan et un laboratoire de diagnostic biologique pakistanais. Dans l'une des études, il a pu montrer que la quantité de certaines molécules d'ARN dans le sang des enfants orphelins était différente de celle des enfants témoins. Ces mêmes molécules d'ARN étaient également modifiées dans le sang d'hommes adultes élevés comme orphelins. Dans une étude plus récente, qui a déjà fait l'objet d'un examen par les pairs mais n'a pas encore été publiée, il a également pu montrer que les hommes ayant subi un ou plusieurs événements traumatisants dans leur enfance présentent des changements dans les molécules d'ARN de leur sperme.
Cependant, l'ARN n'est probablement pas le seul facteur moléculaire par lequel les effets d'un traumatisme sont hérités. L'organisation spatiale des chromosomes dans le sperme, c'est-à-dire le fait qu'ils soient serrés les uns contre les autres ou qu'ils soient plus lâches à certains endroits du noyau cellulaire, peut également jouer un rôle important. De nombreuses protéines sont capables de se lier à l'ADN d'une manière qui affecte la structure des chromosomes. Et c'est cette structure qui a une influence sur les gènes qui sont actifs ou non dans les cellules au cours de processus tels que le développement embryonnaire.
L'une des protéines qui se lie aux chromosomes est le récepteur des glucocorticoïdes, qui interagit avec les hormones libérées en réponse au stress ainsi qu'avec les agents hormonaux actifs que l'on trouve dans les solvants, les produits plastiques et les pesticides. Katharina Gapp pense donc que des effets combinés peuvent se produire lorsque, par exemple, une personne déjà exposée à des polluants et à une alimentation malsaine subit également un traumatisme. En 2021, le Conseil européen de la recherche (CER) lui a accordé une bourse de démarrage financée par le Secrétariat d'État à l'éducation, à la recherche et à l'innovation (SERI). Cette subvention soutiendra un projet visant à explorer le rôle du récepteur des glucocorticoïdes dans les effets intergénérationnels non génétiques.
«Alors que les preuves s'accumulent sur le fait que le comportement des hommes avant la conception peut jouer un rôle dans le développement embryonnaire de leur progéniture, nous commençons à voir les hommes partager la responsabilité de la santé de leurs enfants à naître», déclare Katharina Gapp. Jusqu'à présent, cette responsabilité reposait essentiellement sur les épaules de la future mère, sous la forme de conseils tels que s'abstenir de boire de l'alcool et arrêter de fumer pendant la grossesse.
Nouvelles positives
Cependant, même si les effets épigénétiques des traumatismes ont jusqu'à présent surtout été constatés chez les pères et leurs descendants, cela n'exclut pas la possibilité d'effets intergénérationnels impliquant les cellules germinales féminines, appelées ovocytes. En effet, les chercheurs ont beaucoup moins étudié l'hérédité via la lignée germinale féminine car il est beaucoup plus difficile d'obtenir des ovocytes, qui sont rares, que des spermatozoïdes.
Même si les effets épigénétiques des événements traumatisants peuvent se répercuter sur plusieurs générations, la bonne nouvelle est qu'ils sont réversibles. Gapp l'a démontré chez la souris en exposant des petits traumatisés à un enrichissement environnemental. En plus d'être placées dans des groupes plus importants et d'avoir des enclos plus grands, les souris avaient accès à des objets qui les encourageaient à bouger et à explorer. En conséquence, de nombreux symptômes que les souris traumatisées présenteraient autrement, tels qu'un comportement de prise de risque accru, ont disparu. L'environnement stimulant a inversé les effets du traumatisme non seulement chez les souris préalablement traumatisées, mais aussi chez leur progéniture. Dans une étude plus restreinte, les chercheurs ont confirmé cette réversibilité non seulement dans le comportement des animaux, mais aussi au niveau moléculaire dans les facteurs épigénétiques individuels. «La principale caractéristique des modifications épigénétiques est que, contrairement aux modifications génétiques, elles peuvent être inversées», explique le professeur Mansuy.
Cela correspond parfaitement à nos connaissances en psychologie et en psychiatrie. Plus tôt un enfant maltraité ou traumatisé entame une thérapie, plus grandes sont les chances de minimiser les effets à long terme. Les recherches de Mansuy et de Gapp contribuent à modifier notre perception de la santé mentale. «Malheureusement, les personnes souffrant de troubles mentaux ont parfois l'impression qu'elles sont responsables de leur situation», explique M. Mansuy. Mais si des facteurs héréditaires jouent un rôle dans le développement de ces troubles, ces présomptions deviennent encore moins plausibles qu'auparavant.