Actualités | Des scientifiques identifient 473 gènes « interrupteurs » susceptibles de transformer la médecine personnalisée

Actualité | Des scientifiques identifient 473 gènes « interrupteurs » susceptibles de transformer la médecine personnalisée

Une vaste étude publiée dans Nature Communications a identifié 473 gènes humains qui fonctionnent comme des interrupteurs : ils sont soit pleinement actifs, soit totalement inactifs, et leur expression varie selon les tissus. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les mécanismes des maladies et faire progresser la médecine personnalisée.

L’activation et l’inactivation des gènes influencent la santé

L’équipe a analysé les données génomiques (ADN), méthylomiques (modifications de l’ADN) et transcriptomiques (expression de l’ARN) de 943 volontaires, en étudiant les profils d’expression d’environ 19,000 gènes fortement exprimés dans 27 tissus humains.

Les chercheurs ont découvert 473 gènes présentant une nette distribution bimodale, avec deux états extrêmes, « actif » et « inactif », plutôt qu’une augmentation ou une diminution progressive. Cette expression de type interrupteur était étroitement associée à des affections telles que les maladies cutanées, les maladies métaboliques, les troubles immunitaires et le cancer.

La régulation hormonale et la méthylation de l’ADN déterminent quels gènes sont activés ou inactivés

La plupart des gènes de type interrupteur étaient spécifiques à certains tissus et régulés par les taux hormonaux. Parmi les 158 gènes de ce type identifiés dans le tissu mammaire, par exemple, 157 étaient principalement exprimés chez les femmes, ce qui révèle un fort biais lié au sexe. Dans le tissu utérin, l’expression de gènes clés comme TP53INP2 diminuait avec l’âge et pourrait être liée à la baisse de la fertilité féminine.

Environ 8.5% de ces gènes présentaient une expression bimodale similaire dans tous les tissus, principalement en raison de facteurs génétiques tels que des variants de l’ADN, des variants structuraux ou une perte de fonction. Par exemple, une délétion génique courante maintient USP32P2 et FAM106A en permanence « inactifs », ce qui pourrait affecter la fertilité masculine et aggraver la COVID-19.

Étude du tissu vaginal : l’hormonothérapie peut réactiver des gènes

Dans des échantillons de tissu vaginal, les chercheurs ont découvert 7 gènes de type interrupteur associés à l’atrophie vaginale postménopausique due à un déficit en œstrogènes. D’autres expériences ont montré qu’un traitement par œstrogènes pouvait en réactiver 5. Ces résultats confirment le lien étroit entre leur expression et les hormones et suggèrent que l’hormonothérapie pourrait agir en partie en régulant ces gènes.

Dans le tissu vaginal, ALOX12 était considéré comme un « gène passager », conséquence de la maladie, tandis que KRT1 pourrait être un « gène conducteur » à l’origine de la maladie, constituant ainsi une cible potentielle pour de futures interventions.

Une étude approfondie des gènes interrupteurs pourrait transformer le diagnostic et le traitement des maladies

Les chercheurs se sont longtemps concentrés sur les gènes dont l’expression est continue ou évolue progressivement, négligeant les profils binaires comparables à un interrupteur. Grâce aux données de séquençage de l’ARN et à des modèles statistiques, cette étude a identifié systématiquement ces gènes de type interrupteur pour la première fois et comblé une importante lacune de la recherche.

Ils ont recommandé deux priorités pour les recherches futures :

Utiliser le séquençage à longues lectures pour détecter des variants structuraux cachés. Le mécanisme génétique à l’origine de l’état « inactif » de certains gènes, comme GPX1P1, reste incertain ;

Inclure les gènes interrupteurs dans les recherches sur les interactions entre gènes et environnement. Par exemple, la délétion du gène GSTMI associée au tabagisme maternel pourrait augmenter considérablement le risque d’asthme chez l’enfant.

Perspectives : une nouvelle avancée vers la médecine de précision

Cette étude constitue à ce jour l’analyse intégrée la plus vaste et la plus complète de ce type. En combinant des données génomiques, méthylomiques et transcriptomiques, les scientifiques ont établi une cartographie des gènes interrupteurs humains.

Bien que l’étude souligne que les états « actif-inactif » au niveau de l’ARN ne reflètent pas toujours les changements au niveau des protéines, cette découverte fournit une base solide pour l’alerte précoce des maladies, l’identification de cibles thérapeutiques et la conception de traitements personnalisés.

Si les chercheurs parviennent à déterminer quels gènes déclenchent les maladies et à combiner ces données avec des facteurs individuels comme les hormones, l’âge et l’IMC, une prédiction et une intervention plus précises pourraient devenir possibles.

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