« Tout n’est pas dans l’ADN » : un travail de recherche de trois lycéens

Trois élèves de la classe de 1re scientifique du Grand Lycée franco-libanais d'Achrafieh, Marine Katbé, Yara Choueiter et Antoine Sahab, se sont penchés sur l'épigénétique (étude des changements d'activité des gènes qui sont transmis au fil des divisions cellulaires ou des générations sans faire appel à des mutations de l'ADN). Ils ont effectué une étude sur ce thème dans le cadre des travaux personnels encadrés (TPE) réalisés en groupe et qui sont, comme on le sait, obligatoires en classe de 1re dans la mesure où ils constituent l'une des épreuves orales du baccalauréat français. Les trois jeunes ont intitulé leur projet, que nous publions ci-dessous, Santé et bien-être :
Selon la médecine conventionnelle, les gènes sont acquis et immuables depuis la naissance jusqu'à la mort. Seule exception admise, les mutations provoquées par des rayonnements ou des polluants. Mais l'épigénétique oblige à changer ce point de vue.
L'épigénétique, c'est d'abord cette idée que tout n'est pas inscrit dans la séquence d'ADN du génome. « C'est un concept qui dément en partie la fatalité des gènes », relève Michel Morange, professeur de biologie à l'École normale supérieure (ENS).
Plus précisément, l'épigénétique s'intéresse à la façon dont l'environnement d'un individu, ses conditions de vie (alimentation, stress etc.) modifient l'expression de ses gènes. En effet, ce n'est pas parce que l'on porte un gène que celui-ci s'exprime. À la manière d'un interrupteur, les événements qui surviennent au cours de notre vie peuvent activer ou désactiver nos gènes, c'est-à-dire leur permettre de s'exprimer ou au contraire les en empêcher. Cela explique pourquoi deux vrais jumeaux ayant le même programme génétique finissent par se ressembler de moins en moins. Leur histoire individuelle finit par les « marquer ». Ils peuvent même développer des maladies qualifiées de « génétiques » différentes.
D'autres exemples illustrent bien cette idée. Une même larve d'abeille deviendra une reine ou une ouvrière en fonction de la façon dont elle est nourrie, et un même œuf de tortue peut éclore en mâle ou femelle en fonction de la température. Il s'agit bien de l'expression du même code génétique global, mais des facteurs environnementaux ont sélectionné une expression plutôt qu'une autre, chacune étant disponible dans la « base de données » génétique. Autrement dit, l'épigénétique gouverne la façon dont le génotype est utilisé pour créer un phénotype.
À cet effet, Thomas Jenwin compare l'épigénétique à la lecture d'un livre : « Une fois que le livre est écrit, le texte (les gènes ou l'information stockée sous forme d'ADN) sera le même dans tous les exemplaires distribués au public. Cependant, chaque lecteur d'un livre donné aura une interprétation légèrement différente de l'histoire, qui suscitera en lui des émotions et des projections personnelles au fil des chapitres, (suivant son vécu). D'une manière très comparable, l'épigénétique permettrait plusieurs lectures d'une matrice fixe (le livre ou le code génétique), donnant lieu à diverses interprétations, selon les conditions dans lesquelles on interroge cette matrice. »
Est-ce la fin de l'ère du « tout-ADN » qui a connu son apogée vers l'an 2000 avec les grandes manœuvres du séquençage du génome humain ?
L'organisme reste construit à partir de ses gènes, même si l'activité de ceux-ci peut être modulée. Mais le séquençage des génomes l'a révélé avec éclat : la connaissance seule de la séquence de l'ADN ne suffit pas à expliquer comment les gènes fonctionnent. C'était pourtant prévisible : si cette connaissance suffisait, comment expliquer que, malgré leur génome identique, les différents types de cellules d'un individu développent des caractères aussi différents que ceux d'un neurone, d'une cellule du foie, des muscles ou de la peau ?

Concrètement, cela donne quoi ?
Les recherches sur l'épigénétique ouvrent d'infinies possibilités de prévention et de traitement des maladies.
Par exemple, l'épigénétique pourrait être une révolution pour le traitement des cancers. En effet, le cancer, l'une des principales causes de mortalité dans le monde, se caractérise par une multiplication incontrôlée d'une cellule mutée (cellule dont l'ADN a été modifié), l'empêchant ainsi d'accomplir son rôle.
L'épigénétique prouve qu'à travers certains phénomènes (méthylation, acétylation...), les gènes responsables de la genèse d'un cancer sont mis en mode on ou off. Ainsi, l'expression des gènes responsables de la division cellulaire (les oncogènes) peut être augmentée, entraînant ainsi une multiplication incontrôlée des cellules. Parallèlement, les gènes « suppresseurs de tumeurs » qui jouent un rôle de protection peuvent être mis en mode off suite à des modifications épigénétiques, entraînant ainsi la cancérisation d'une cellule.
Actuellement, de nombreuses recherches sont effectuées pour mieux comprendre les mécanismes de la méthylation et de l'acétylation dans le but de pouvoir les contrôler. En effet, le contrôle de l'expression des gènes pourrait être la solution à de nombreuses maladies, notamment les maladies auto-immunes. La course aux « épimédicaments » est alors lancée. Qui sait ? Peut-être tenons-nous là le bouclier contre le cancer...