Gène du Sherpa : Comment être à la hauteur

5. décembre 2014
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Le Tibet est situé à environ 4000 mètres au-dessus du niveau de la mer. Alors que les touristes souffrent de l’absence d’oxygène, les habitants y vivent sans inconfort physique. De nouveaux tests génétiques prouvent qu’une modification génétique qui affecte l’érythropoïèse rend cela possible.

En 2010, des chercheurs chinois ont découvert plusieurs changements dans des gènes de Tibétains favorisant une vie en altitude extrême. L’un d’eux était EGLN1. Ce gène contient le plan de fabrication de l’enzyme prolyl-hydroxylase 2 (PHD2) qui, sous apport d’oxygène normal, hydroxyle les facteurs de transcription inductibles par l’hypoxie (HIF), processus par lequel ils sont dégradés. Les HIF sont particulièrement importants en cas d’approvisionnement insuffisant en oxygène aux cellules. Dans ce cas, PHD2 ne réagit plus avec les facteurs de transcription en raison de l’absence d’oxygène. Par conséquent, les HIF ne sont pas dégradés et peuvent activer différentes voies de signalisation. Dans la moelle osseuse, ils permettent l’augmentation de la formation et du développement des globules rouges qui transportent l’oxygène, les érythrocytes. Mais plus les érythrocytes sont produits, plus le sang est visqueux. À un certain point, cela conduit à une altération de l’apport d’oxygène vers les organes. Les personnes qui vivent à des altitudes peu élevées qui vont à des altitudes extrêmes sont particulièrement touchées par ces processus. Les Tibétains, quant à eux, ne présentent pas d’augmentation de la concentration d’érythrocytes, même sur le Haut Plateau. Mais la mutation qui en est la cause et la manière dont les processus sont affectés dans le corps restent encore inconnus.


Une nouvelle mutation « faux-sens » toujours en double

Selon l’équipe de recherche dirigée par Josef Prchal, la cause de ces différents degrés de production des érythrocytes en situation de manque d’oxygène est une mutation ponctuelle dans le gène EGLN1. Pour leurs études, les chercheurs ont analysé des échantillons provenant de 26 Tibétains qui vivent en Virginie et dans l’Utah, ainsi qu’un total de 121 Asiatiques et Européens. Dans la sélection des participants, toutefois, le degré de mélange entre Tibétains et non-Tibétains et la structure de la population n’ont pas été pris en considération. Prchal et son équipe ont découvert que deux blocs de construction dans l’ADN du gène EGLN1 ont été modifiés parmi le groupe tibétain. Ainsi, au nucléotide 380, la base nucléotidique guanine est remplacée par une cytosine. Cependant, cette mutation nommé c.380G>C est déjà connue. L’équipe de recherche l’a rencontrée chez tous les Tibétains américains et un non-Tibétains sur cinq.
La seconde mutation ponctuelle affecte le nucléotide 12. La cytosine a été remplacée ici par une guanine (c.12C>G). Environ 88 pour cent des 91 tibétains américains et du Haut-Plateau étudiés, mais seulement 0,8 pour cent des 242 non-Tibétains, étaient porteurs de cette variante du gène. Le composant génétique échangé conduit à la mise en place d’un autre acide aminé dans PHD2. Ainsi, une enzyme chimiquement légèrement modifiée pour empêcher la surproduction indirecte de globules rouges en l’absence d’oxygène est obtenue (mutation « faux-sens »). Il est intéressant de noter que la mutation ponctuelle c.12C>G est toujours observée de manière concomitante à la déjà connue c.380G>C. Comme justification, les chercheurs affirment que les bases nucléiques ont été échangées à la position 380 sur le chromosome en premier, ce qui la rend plus ancienne. Puis, il y a environ 8000 ans, fut alors créée sur le même chromosome la deuxième mutation « faux-sens » c.12C>G.

Un acide nucléique fait la différence

Ensuite, les chercheurs ont examiné comment la double mutation de EGLN1 affecte la formation de globules rouges et leur développement par rapport au gène inchangé et à celui avec une mutation simple. Comme EGLN1 contient le plan pour PHD2, aucune, une ou deux mutations « faux-sens » sur EGLN1 constitue une protéine PHD2 avec zéro, un ou deux acides aminés modifiés. On a constaté que sur la PHD2 avec deux échanges d’acides aminés, les molécules d’oxygène se lient mieux que sur la PHD2 non modifiée ou sur les variantes de PHD2 dans lesquelles un seul acide aminé a été remplacé. Cette affinité élevée semble résulter en une hydroxylation plus élevée des facteurs de transcription HIF en cas de carence en oxygène, de sorte que ces derniers sont dégradés en plus grand nombre. Puis les chercheurs ont pu montrer dans une autre expérience que les cellules exprimant l’EGLN1 doublement mutée produisent moins d’HIF en cas de manque d’oxygène que les cellules avec le gène d’origine.
Enfin, les chercheurs ont examiné le sang de trois Tibétains et dix non-Tibétains. Il a été constaté que les précurseurs des érythrocytes qui venaient de donneurs avec la double mutation dans le gène EGLN1 se multipliaient significativement plus lentement en situation de manque d’oxygène que ceux des cellules des personnes porteuses du gène original. En cas de manque absolu d’oxygène, la croissance était alors complètement arrêtée.

Utilisation en médecine ?

Aussi intéressant que ces résultats soient, on doit penser aux suites : dans les 21000 années depuis lesquelles les Tibétains se sont installés sur le Haut Plateau, le corps n’avait pas uniquement une mutation pour s’adapter à ces conditions environnementales extrêmes. Au contraire, une variété de mutations génétiques fut créée. Seule leur présence conjointe permet la survie optimale en cas de très faible teneur en oxygène. Toutefois, les conclusions des scientifiques autour de Prchal pourraient ouvrir de nouvelles possibilités en médecine. Les mesures potentielles comprennent l’utilisation dans le traitement des personnes souffrant de maladies cardiovasculaires, souvent associées à un manque d’oxygène, ou les personnes qui souffrent d’une forme aigue du mal des montagnes. Mais tout cela est pour le futur. D’ici là, un certain nombre d’autres études doit suivre.

7 note(s) (4.86 ø)

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2 commentaires:

Collaboratrice de DocCheck

Merci pour votre commentaire.
Ici la source : http://www.nature.com/ng/journal/v46/n9/full/ng.3067.html

#2 |
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Docteur Yves GOULNIK
Docteur Yves GOULNIK

la traduction n’est pas fluide, le dernier paragraphe est incomplet (D’ici là, un certain nombre d’autres études doit su…)
Plus important encore, les sources ne sont pas citées. Références ?

#1 |
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