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Super génome de la trisomie 21

dernière mise à jour le 10/12/2021

Les aneuploïdies sont les anomalies du nombre de chromosomes se produisant lors de la fécondation. Le syndrome de Down - également connu sous le nom de trisomie 21 - est une maladie génétique causée par un chromosome 21 supplémentaire. Bien que cette anomalie génétique se retrouve dans une naissance sur 700, seulement 20 % des fœtus atteints de trisomie 21 atteignent leur terme, naissent vivants, grandissent et peuvent atteindre l'âge de 65 ans.

Mais comment arrivent-ils à survivre au premier trimestre de grossesse malgré ce lourd handicap ? Des chercheurs ont découvert que les enfants nés avec le syndrome de Down ont un excellent génome - meilleur, en fait, que le génome moyen des personnes sans anomalie génétique. Il est possible que ce génome compense les handicaps causés par le chromosome supplémentaire, aidant le fœtus à survivre et l'enfant à grandir et à se développer.

Variation, régulation et expression toutes testées

"Le génome est constitué de tout le matériel génétique qui compose un individu". C'est le génome qui détermine ce que devient une personne, et la fait grandir et vieillir, avec ou sans maladie. Certains génomes sont de meilleure qualité que d'autres, et peuvent aussi être moins exposés à des maladies comme le cancer. Basant leurs travaux sur l'hypothèse d'une qualité du génome, les généticiens ont testé la variation, la régulation et l'expression des gènes de 380 individus trisomiques et les ont comparés à des personnes sans trouble génétique.

Le premier test consistait à observer la présence de variants rares, c'est-à-dire de mutations génétiques potentiellement nocives, chez des personnes trisomiques. On sait que tout chromosome peut avoir différentes variantes rares dans ses deux copies. Chez une personne trisomique, cependant, les rares mutations qui sont identiques pour les trois copies du chromosome 21 sont en nombre limité, réduisant ainsi le total des variantes potentiellement délétères.

Dans une étape suivante, les généticiens ont étudié la régulation des gènes sur le chromosome 21. Chaque gène possède des commutateurs qui régulent son expression soit positivement, soit négativement. Étant donné que les personnes trisomiques ont trois chromosomes 21, la plupart de ces gènes sont surexprimés. Mais les personnes trisomiques ont plus de régulateurs qui diminuent l'expression des gènes du 21, permettant de compenser le surplus induit par la troisième copie,

Enfin, les chercheurs se sont concentrés sur l'expression des gènes de variation pour les chromosomes de l'ensemble du génome. Chaque expression génique sur une échelle de 0 à 100 fait partie d'une courbe de propagation globale, la médiane - 50 - étant considérée comme l'expression idéale. Pour un génome normal, les expressions oscillent entre 30 et 70, alors que pour une personne trisomique, la courbe est plus étroite autour du pic qui est très proche de 50 pour les gènes sur tous les chromosomes. En d'autres termes, cela signifie que le génome d'une personne trisomique penche vers la moyenne - un fonctionnement optimal." En effet, plus les variations d'expression des gènes sont faibles, meilleur est le génome.

Un génome supérieur qui compense le handicap

Ces généticiens ont ainsi pu tester les trois fonctions des génomes de personnes trisomiques. La recherche a montré que pour qu'un enfant trisomique survive à la grossesse et grandisse ensuite, son génome doit être de meilleure qualité afin qu'il puisse compenser les handicaps causés par la copie supplémentaire du chromosome 21. Ces conclusions peuvent également s'appliquer à d'autres troubles génétiques graves où les grossesses atteignent leur terme.

Bibliographie

Antonarakis SE
Down syndrome and the complexity of genome dosage imbalance
Nat Rev Genet. 2017 Mar;18(3):147-163
DOI : 10.1038/nrg.2016.154

Médecine évolutionniste (ou darwinienne)

Depuis quelques années, le problème de l'antibiorésistance, les progrès de la génomique, la redécouverte du microbiote et la prise en charge de maladies au long cours, nécessitent l'introduction d'une pensée évolutionniste dans la réflexion clinique

Le premier diplôme universitaire intitulé "Biologie de l'évolution et médecine" a été mis en place à la faculté de Lyon. Voir ICI

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