2 Patrimoine génétique et santé
Quand on parle du patrimoine génétique on parle du génotype propre à un individu et du génotype qui lui est associé.
I Influence du génotype sur la santé
Le génotype associé représente l’ensemble de l’information génétique présente dans l’organisme d’un individu et qui peut avoir une influence sur son fonctionnement contrôlé par le génotype propre à l’individu.
A/ Le Génotype associé
On distingue ainsi le génotype symbiotique du microbiote. L’activité des micro-organismes du microbiote, sous contrôle de leur génotype, va interférer avec l’activité de l’organisme humain elle-même sous contrôle du génotype propre de l’individu. On peut citer comme exemple la digestion des fibres liées à la présence du microbiote ou encore la production des acides gras influençant l’état d’obésité ou de minceur de l’individu.
Microbiote et Obésité :
source : Microbiote intestinal et obésité.png par Muséum d'histoire naturelle de Toulouse via Wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gut_microbiota_and_obesity.png
Concernant les génotypes associés on distingue également le génotype des parasites. On peut citer le cas de l’antibiorésistance des bactéries à l’origine de maladies nosocomiales perturbant le fonctionnement du corps humain.
B/ Le génotype propre à l’individu
Concernant le génotype propre à l’individu, on peut relever des perturbations du fonctionnement de l’organisme lié à des mutations touchant ce génotype.
1) Si plusieurs gènes sont impliqués on parle de maladies polygéniques comme dans le cas du diabète de type 1.
Le diabète se traduit par un taux de sucre dans le sang ( glycémie) anormalement élevé. Dans le diabète de type 1, il y a un déficit en insuline empêchant le glucose de pénétrer dans les cellules. L’insuline est produite par les cellules bêta des îlots de Langerhans du pancréas. Or dans ce cas celles-ci sont détruites par le système immunitaire (système de défense du corps humain). Il n’y a donc pas de production d’insuline et la glycémie augmente. Plus de 20 gènes sont impliqués dans le déclenchement de la maladie.
Régulation de la glycémie :
©RS.2019
2) Si un seul gène est impliqué on va parler de maladie monogénique comme dans le cas de la mucoviscidose.
La mucoviscidose est une maladie liée principalement à une mutation du gène CFTR au niveau du codon 508 (mutation ΔF508) sur le chromosome 7 entraînant une altération de la protéine CFTR qui présente alors une délétion de sa phénylalanine en position 508. Cette protéine joue le rôle d’un canal ionique perméable au chlore et dont la fonction est de réguler le transport de celui-ci à travers les membranes cellulaires. La présence d’une protéine mutée provoque un dysfonctionnement du transport des ions chlores à l’origine d’une augmentation de la viscosité du mucus et son accumulation dans les voies respiratoires et digestives. La maladie touche de nombreux organes mais les atteintes respiratoires sont prédominantes et représentent l’essentiel de la morbidité.
Canal CFTR :
source : Canal CFTR : CFTR.svg Par user:toony via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0,2.5,2.0,1.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CFTR.svg?uselang=fr
3) Un individu peut posséder des gènes de prédisposition à des maladies.
Ces gènes de prédisposition peuvent exister sous différents allèles (versions) dont certains sont favorables à l’apparition d’une pathologie. Ils sont responsables de 30 à 70 % des pathologies. Dans de nombreux cas, l’interaction de nombreux gènes défaillants amènent à l’apparition d’une maladie dite multigénique comme c’est le cas pour la sclérose en plaques.
La sclérose en plaques est provoquée par une destruction par des cellules du système immunitaire de la gaine de myéline de neurones dans des zones localisées : on parles de plaques de démyélinisation . Or la gaine de myéline intervient dans la transmission des influx nerveux.
Structure d’un neurone :
source : Neuron.svg, Par Utilisateur: Dhp1080 via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0-migré, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neuron.svg
L’individu atteint va présenter des troubles nerveux liés aux nerfs touchés.
Symptômes de la sclérose en plaque
source : Symptômes de la sclérose en plaques.png par Mikael Häggströmderivative work: Voxhominis (d) via Wikimedia commons, domaine public, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sympt%C3%B4mes_de_la_scl%C3%A9rose_en_plaques.png?uselang=fr
4) Quand une maladie multigénique va subir l’influence de facteurs environnementaux on parlera de maladie multifactorielle.
Le diabète de type 2 comme le diabète de type 1 se traduit par une glycémie élevée. Contrairement au diabète de type 1, le diabète n'apparaît pas à la naissance mais à un âge plus avancé ( en moyenne 40 ans). Il correspond à l’apparition d’une résistance des cellules à l’insuline : le glucose ne pénètre plus dans les cellules et la glycémie augmente. Ce diabète a une origine génétique mais aussi environnementale : le contrôle stricte de l’alimentation permet de le diminuer fortement.
II Les facteurs environnementaux
Les facteurs environnementaux sont des facteurs susceptibles de modifier le fonctionnement d’un organisme.
On peut citer par exemple les conditions de travail (rayonnement, produits chimiques…), les addictions (tabac, drogue, alcool), l’alimentation excessive (trop grasse, trop sucrée, trop salée) ou au contraire insuffisante (carences en vitamines…), la sédentarité (absence d’activité physique) ou encore les nombreux traitements médicaux.
III Les études épidémiologiques
Elles permettent d’évaluer l’importance d’une maladie au sein d’une population. Elles se déroulent en trois phases.
A/ La phase descriptive
Comme son nom l’indique, elle consiste à décrire les maladies et à en déterminer, grâce à des statistiques, la prévalence à différentes échelles (mondiale, régionale, historique, sociale et ethnique).
Prévalence de la sclérose en plaque dans le monde :
source : Prévalence mondiale de la sclérose en plaques : MS Risk no legend.svg par MS_Risk.svg : Dekoder travail dérivé: Faigl.ladislav ( parler ) via wikimédia commons, domaine public, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MS_Risk_no_legend.svg
B/ La phase analytique
Elle consiste en une étude pangénomique. Cette étude ne permet pas d’établir des relations de causalité.
Elle permet juste par l’étude d’importantes cohortes d’individus sains et malades, de rechercher des liens entre l’apparition de maladies et la présence de variations génétiques particulières chez les malades appelées SNP (single-nucleotid-polymorphism, mutation ne concernant qu’un seul nucléotide).
Un SNP :
source : Dna-SNP.svg par David Eccles ( Gringer ) via Wikimédia Commons, CC-BY-4.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dna-SNP.svg
On peut citer comme exemple le lien entre sclérose en plaques et l’allèle VAV-1 : l’allèle normal tend à protéger de la sclérose en plaque alors que l’allèle muté y prédispose.
L’identification des SNP et de leurs relations avec la probabilité d’apparition d’une maladie permet d’établir un diagramme dit « de Manhattan » représentant pour chaque chromosome, le logarithme négatif de la valeur P.
P est une valeur représentant l’indépendance entre deux variables : celle de la probabilité de développer la maladie pour les individus ayant un allèle spécifique et celle de la probabilité de développer la maladie pour les individus qui ne possèdent pas l’allèle muté.
Les statistiques établissent l’indépendance entre ces deux valeurs.
Si l’indépendance entre ces deux variables est faible (faible valeur numérique de P) alors le lien existant entre ces deux variables est fort.
En passant par le logarithme négatif de la valeur de P, on représente donc le lien existant entre les deux variables.
Ainsi sur le graphique Manhattan chaque point représente le lien entre un SNP et la probabilité de développer la maladie : plus il est éloigné de la valeur seuil, plus le lien est grand.
Diagramme manhattan montrant le lien entre les SNP et des problèmes de microcirculation :
source : Diagramme Manhattan : Manhattan Plot.png par M. Kamran Ikram et al, via Wikimedia commons, CC-BY-2.5, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Manhattan_Plot.png
C/ La troisième phase est la phase d’intervention.
Elle permet d’évaluer l’impact des interventions curatives et de mettre en place une prévention à deux échelles différentes.
La prévention collective consiste en l’éducation des populations (informations au public, campagne de prévention…).
Campagne de prévention pour les symptômes de l’infarctus du myocarde :
source : Campagne de prévention sur les symptômes d’une crise cardiaque , libre de droit , https://www.army.mil/article/217669/women_love_your_heart
La prévention individuelle consiste en une stratification du risque à travers un diagramme de risque. Le diagramme de risque permet de définir la probabilité pour un individu de développer une maladie en tenant compte de différents paramètres (âge, taux de cholestérol, pression artérielle, diabète, tabagisme…).
Diagramme de risque pour l’infarctus du myocarde :
Par exemple pour un homme non diabétique, fumeur, âgé de 55 ans, ayant une pression systolique de 160 mm Hg (de mercure) et ayant un ratio de cholestérol à 8, le risque de réaliser un infarctus du myocarde est supérieur à 30% ( case rouge)
Carte Mentale :
Patrimoine Génétique et Santé - SVT - SANTE 1ère spé #2 - Mathrix
Date de dernière mise à jour : 08/06/2021