D’un ver nématode microscopique au cerveau humain, un cheminement inattendu

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Le Caenorhabditis elegans est un petit ver de la famille des nématodes qui vit dans le sol. C’est un animal de laboratoire au même titre que la souris pour toutes sortes de raisons. D’abord son embryogenèse ne dure que 16 heures et peut facilement être observée et il ne vit qu’environ trois semaines. Son génome a été extensivement étudié et on y retrouve des ressemblances étonnantes avec celui de l’homme. C’est la créature vivante la plus simple possédant un système nerveux composé de 302 neurones. Autant dire que l’étude de ce système nerveux est des milliards de fois plus simple que celle de notre sytème nerveux. Enfin il est très facile de rendre silencieux l’un des gènes de ce minuscule ver de 1 mm de long pour en étudier les fonctions, son ADN codant pour précisément 20470 protéines. Pour mémoire le génome humain contient 19313 séquences codantes pour des protéines et 738 séquences pour des protéines hypothétiques ou inconnues et enfin le génome humain renferme 12859 pseudo-gènes de fonction inconnue. Ce petit nématode constitue donc un matériel de choix pour toutes sortes d’études.

C’est en administrant un antidépresseur du nom de miansérine à ce nématode qu’une équipe de biologiste du Scripps Institute à La Jolla en Californie s’est aperçue que sa durée de vie était significativement augmentée. Fallait-il en conclure que ce petit ver était sensible au stress et aux dépressions nerveuses ? C’est la question que s’est posé le Docteur Alexander Niculescu. Pour y répondre il fut décidé d’analyser l’effet de la miansérine sur l’expression des gènes du nématode. Il apparut que 231 gènes étaient affectés et par analogie de séquences ils correspondaient à 347 gènes humains. Ces 347 gènes furent comparés aux génomes de 3577 adultes âgés souffrant de dépression, de tendance suicidaire ou de stress. Cent trente quatre de ces gènes coïncidaient avec des symptômes dépressifs. La sélection fut alors affinée selon des critères regroupant tous les gènes reconnus comme impliqués dans des désordres psychiatriques à la suite de la présence de SNPs (single nucléotide polymorphisms) selon une approche appelée « génomique convergente fonctionnelle » et il ressortit qu’un gène se trouve être particulièrement impliqué. Il s’agit de l’ANK3.

J’avoue humblement qu’avant d’avoir pu accéder à cet article par l’intermédiaire d’une amie professeur et fameuse chercheuse sur le stress sous toutes ses formes à l’Université de Californie à Los Angeles et au VA Hospital de la même ville j’aurais tout simplement ignoré le rôle de ce gène et son implication dans le stress et la longévité. En effet, ce gène particulier code pour une protéine appelée ankyrine qui joue un rôle essentiel dans toutes sortes de fonctions de l’organisme, tant au niveau des cellules nerveuses que des muscles ou encore de divers organes. L’expression du gène dépend de l’âge mais aussi de la santé psychique de l’individu. L’expression du gène ANK3 fut en effet recherchée systématiquement dans plus de 700 échantillons de patients souffrant de troubles psychiatriques y compris des tentatives de suicide ayant abouti et dont les échantillons sanguins étaient conservés par les services de la justice de l’Etat de Californie. Le gène ANK3 s’est trouvé être d’autant plus exprimé avec l’âge avancé et encore plus chez les candidats au suicide.

La première indication des conséquences de la fonction de ce gène est une diminution progressive du métabolisme oxydatif général ayant pour conséquence une augmentation des phénomènes inflammatoires et une plus importante accumulation de molécules oxydées par voie de conséquence. En revenant au ver C.elegans l’équipe du Docteur Niculescu a pu montrer qu’au cours du processus de vieillissement des activités enzymatiques essentielles s’effondrent et compromettent irréversiblement le métabolisme énergétique. En « traitant » le nématode avec des acides gras omega-3 (acide docosahexanoïque) présents dans les huiles de poissons et provenant d’algues photosynthétiques il était évident que l’effet adverse de la surexpression du gène ANK3 avec l’âge était considérablement atténué. Toute une famille d’autres composés chimiques présentent également cette propriété comme la vitamine D, le resvératrol présent dans la peau des raisins mais aussi l’estradiol ! Ceci expliquerait peut-être pourquoi les femmes ont une espérance de vie supérieure à celle des hommes …

Les implications de ces travaux sont considérables. Par exemple des souris auxquelles on a introduit des mutations dans le gène ANK3 présentent tous les symptômes de stress chronique et de syndrome bipolaire. L’administration de lithium à ces souris diminue les effets adverses de cette mutation ayant rendu les souris susceptibles aux effets du produit de ce gène. Enfin le gène ANK3 agit sur un marqueur important de la longévité chez l’homme (et non chez la femme) qui intervient dans le métabolisme des hormones androgènes dont la perturbation a été mise en évidence en association avec la maladie d’Alzheimer. Ce remarquable travail de recherche ouvre de nouvelles voies pour expliquer non seulement certains comportement relevant de la psychiatrie mais également établit un lien ignoré jusqu’alors entre l’âge, l’apparition de ces symptômes psychiatriques et les perturbations du métabolisme énergétique.

Conclusion, mangez des acides gras omega-3 comme par exemple de l’huile de foie de morue ce ne peut qu’être bénéfique !

Source : AB Niculescu et al. Molecular Psychiatry (2016), 1-13

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