Quand les conditions des premières années de vie impactent le génome

Au détour d’une lecture de Science et VIe (N°1161 de juin 2014), je suis tombée sur un article évoquant l’impact des conditions de vie d’un enfant sur son génome. Comment certains chercheurs peuvent-ils relier l’environnement d’un enfant à quelque chose qui touche aussi profondément son identité biologique ?
Qu’un milieu défavorisé puisse modifier l’épanouissement culturel et intellectuel d’un enfant, ou encore son bien-être psychologique voire même physique (alimentation, accès aux soins plus ou moins difficile), nous le pressentons et constatons tous. Mais que ce milieu puisse affecter si tôt son génome, je trouve cela plutôt puissant, mais aussi terriblement injuste… car cela le « prédispose » à des maladies à l’âge adulte.

Sur quoi l’environnement de vie d’un enfant joue-t-il exactement ?

Des chercheurs de l’université de Michigan [1] ont récemment mis en évidence que des enfants élevés dans des milieux défavorisés (pauvreté, faible niveau d’éducation de la mère, attitude non attentive voire « négative » des parents, maltraitance, grande instabilité au sein de la famille, environnement stressant et violent…) avaient des télomères raccourcis par rapport à d’autres enfants (et ce, dès l’âge de 9 ans).
Extrait de l’article original :

We report that exposure to disadvantaged environments is associated with reduced telomer length by age 9 year

Que sont les télomères ?

Nous en avions parlé ICI : ce sont les structures d’ADN non codantes, situées à l’extrémité des chromosomes en forme de bâtonnets (chez les organismes eucaryotes). Ces extrémités spéciales permettent d’éviter aux différents chromosomes de s’attacher les uns aux autres mais également de protéger l’information de l’ADN lors de la réplication. Cependant, à chaque division cellulaire, la taille des télomères diminue car l’enzyme qui réplique les chromosomes n’est pas capable de le faire sur la totalité, notamment les extrémités. Lorsque leur pour que la division puisse se poursuivre, c’est la mort programmée des cellules. Autrement dit, la taille des télomères est un marqueur du vieillissement des cellules.
On note que des télomères un peu trop courts, protègent moins la structure même de l’ADN ce qui provoque un vieillissement prématuré et augmente le risque de contracter des maladies liées à l’âge.

Adn

 

Telomere

 Pour aller dans le sens inverse (rallonger les télomères), il existe une enzyme « la télomérase » capable de reconstruire les morceaux de télomères perdus. L’enzyme ne s’exprime cependant pas dans toutes les cellules et avec la même intensité.

Etudes montrant un lien entre petite enfance et longueur des télomères
L’équipe américaine [1] a bel et bien mis en évidence, des télomères plus courts (de l’ordre de 19 %) chez un groupe d’une quarantaine d’enfants âgés de 9 ans (origine afro-américaine). Mais tous les enfants soumis à un stress violent ou chronique ne sont pas l’objet d’un raccourcissement de télomères et d’un risque de vieillissement accéléré, car à ce phénomène se superpose une prédisposition génétique : certaines caractéristiques du génome rendent par exemple les télomères plus stables.

Faut-il croire cette seule étude ? Il semblerait que d’autres équipes aient obtenu des résultats assez semblables. D’autres chercheurs ont également prouvé un raccourcissement des télomères chez les personnes vivant dans un environnement stressant, ainsi que chez les enfants qui grandissent dans un environnement fait de violence (entre ses parents par exemple) [2].

« We examined telomere erosion in relation to children’s exposure to violence »

« the children who experienced two or more kinds of violence exposure showed significantly more telomere erosion between age-5 baseline and age-10 follow-up measurements, even after adjusting for variables »

 » Les enfants qui ont été exposés à 2 épisodes violents (ou plus) au sein de leur famille présentaient un raccourcissement significatif de leurs télomères : résultat visible à l’âge de 10 ans, comparativement au niveau mesuré 5 ans plus tôt, même après ajustement des autres variables »

Il semble de plus, y avoir un effet dose-réponse entre la quantité de stress subie dans les premières années de vie et le raccourcissement des télomères [3]

Les mécanismes sous-jacents au raccourcissement des télomères
Ils ne sont pas encore parfaitement élucidés mais quelques hypothèses sont néanmoins avancées pour expliquer la destruction des télomères en cas de stress.

1- La sensibilité de la guanine aux molécules oxydantes [4]
Les télomères sont constitués de plusieurs répétitions de séquence de nucléotides (bases azotée) TTAGGG avec G pour Guanine. Or la guanine, fortement présente au niveau des télomères, est très sensibles aux agents oxydants, qui apparaissent justement en cas de stress (un niveau de cortisol élevé induit beaucoup d’espèces chimiques oxydantes très  réactives : les radicaux libres). Les radicaux libres produisent des cassures simple brin de l’ADN : malheureusement, au niveau des télomères la réparation n’est pas facile.

cassure_simple_brin_ADN

2-
La modification du fonctionnement du système immunitaire

La production de cytokines inflammatoires est une autre conséquence de l’apparition fréquente d’espèces réactives oxydantes en cas de stress. Or ces cytokines pourraient moduler la télomérase censée reconstruire les morceaux de télomères perdus. Le mécanisme de régulation de l’activité de la télomérase n’est cependant pas encore élucidé.

Peut-on limiter les dégâts ?

Evidemment, il faut autant que possible réduire l’exposition des enfants à la violence, notamment au sein de leur cercle familial. Cela va bien au-delà de l’impact psychologique, c’est un possible bouleversement de leur horloge biologique.

Pour les autres paramètres impactant le génome, le manque d’attention et la violence éducative par exemple, il est possible d’agir en prônant la communication, les méthodes bienveillantes. Encore faut-il que certains parents soient réceptifs, mais les mentalités évoluent dans le bon sens.

En ce qui concerne, les milieux défavorisés par leurs conditions sociales, les recherches futures permettront de comprendre quels enfants seront les plus sensibles: ce qui devrait orienter les interventions précoces vers les familles pour lesquelles, elles seraient les plus efficaces…sachant que pour bon nombre d’enfants, placés dans un environnement parental aimant, confortant, les effets délétères peuvent être atténués [3].

« Further, parental responsiveness moderated the association between early adversity and telomer length, with higher parental responsiveness predicting longer telomeres only among high-risk children »

Enfin citons les recherches liées à la consommation de vitamines aux propriétés anti-oxydantes, qui préviendraient le raccourcissement des télomères (ex : la vitamine C). Quelques essais in-vitro ont été concluants.

Conclusion
L’ensemble de ces résultats, même s’ils doivent être encore affinés par d’autres études pour comprendre les mécanismes exacts, apporte néanmoins la preuve que l’environnement des enfants peut affecter de manière significative, leur santé physique sur le long terme.

Cet article a été publié sur les Vendredis Intellos, le site sur la parentalité et les questions qui tournent autour.

D’autres articles sur le sujet des télomères sur le c@fé des Sciences:

– Les télomères et la télomérase chez Mr Pourquoi
– Un billet complet sur Science étonnante
–  Voies de recherche sur le cancer, ici sur Le Monde et Nous
– Lien entre Stress et télomères, chez Tom Roud,
– Lien entre Racisme et télomères : Passeur de Sience 

Références
Article de Science et Vie, N°1161 de juin 2014, p 17 « Grandir dans un milieu défavorisé et instable altère le génome »

1- Mitchell C., et al.,  « Social disadvantage, genetic sensitivity, and children’s telomere length », Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition, Avril 2014

2- Shalev I. et al., « Exposure to violence during childhood is associated with telomere erosion from 5 to 10 years of age: a longitudinal study. » Molecular Psychiatry, Vol 18(5):576-81, 2012 .Lien

3- Asok A., et al. « Parental responsiveness moderates the association between early-life stress and reduced telomere length », Development and Psychopathology, doi:10.1017/S0954579413000011, 2013 Lien

4- Kawanishi S., Oikawa S., « Mechanism of Telomere Shortening by Oxidative Stress », Annals of the New York Academy of Sciences, Vol 1019, pp 278–284, 2004

4 comments for “Quand les conditions des premières années de vie impactent le génome

  1. Sandrine
    06/06/2014 at 03:24

    Bonjour Pascale,
    Comment détermine-t-on l’âge d’une cellule ? En effet, une cellule est toujours issue d’une division cellulaire. Et même la cellule de l’œuf est issue de gamètes elles même issues de divisions cellulaires.
    A quel moment télomères sont-ils les plus longs ?

    • 08/06/2014 at 07:42

      Bonjour. Comment déterminer l’âge d’une cellule ? C’est loin d’être évident et ce pour plusieurs raisons. D’abord, toutes les cellules ne se renouvellent pas de la même façon, avec la même fréquence. Donc selon l’organe concerné, au même âge (réel de la personne), on n’aura pas le même âge cellulaire. D’autre part, il faut trouver un marqueur qui permette d’indiquer l’âge de la cellule. Et visiblement, c’est difficile de mesurer de façon objective. Parmi les marqueurs, on peut citer la méthylation de certaines séquences de l’ADN ou la lipofuscine (un produit de dégradation d’une cellule en train de vieillir) et puis la taille des télomères. Mais dans ce dernier cas, ce n’est pas de « l’absolu »…toutes les cellules n’ayant pas toutes la même taille de télomères au départ…Cela dépend du taux de renouvellement des cellules au cours de la vie (les cellules du cœur, muscles, nerfs se renouvellent peu, ont des télomères plutôt courts alors que les cellules germinales (cellule de l’ovule et spermatozoïde) ont des télomères longs). Bref, l’idée (dans l’optique de l’article) est de comparer l’évolution de la taille des télomères d’un même type de cellule selon certains événements.

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