Trisomie 21 : la découverte d’un « super génome »

Des études récentes contribuent à mieux comprendre la trisomie 21, notamment la mise en évidence d’un « super génome » (de haute qualité) chez les enfants nés trisomiques.
A l’occasion de la Journée Mondiale de la Trisomie 21, le 21 mars 2020, Santé Sur le Net revient sur les dernières avancées de la recherche sur l’une des maladies génétiques les plus fréquentes, la trisomie 21 ou syndrome de Down.

Une dérégulation des protéines à l’origine des symptômes de la trisomie 21

Le syndrome de Down, plus connu sous le nom de trisomie 21 est la plus fréquente des trisomies. Cette anomalie chromosomique correspond à la présence d’un chromosome surnuméraire au niveau de la 21^ème paire de chromosomes et se traduit par différentes perturbations physiques et physiologiques dès la naissance (dysmorphie faciale, déficience intellectuelle, faible tonicité musculaire, cardiopathie, …).

Pour mieux comprendre comment ce chromosome surnuméraire affecte le développement de l’organisme, des chercheurs européens ont analysé pour la première fois les protéines de personnes trisomiques. Ils ont ainsi mis en évidence que la trisomie 21 impacte non seulement les protéines codées par les gènes situés sur les chromosomes 21, mais aussi les protéines codées par des gènes présents sur d’autres paires de chromosomes.

Les cellules se retrouvent alors confrontées à une situation de « surdosage » de protéines, qui dépasse les capacités du mécanisme cellulaire chargé de réguler la production des protéines. Par ailleurs, les chercheurs ont montré que certaines structures cellulaires sont plus affectées que d’autres par la trisomie, en particulier les mitochondries (organites cellulaires impliquées dans les mécanismes de production d’énergie des cellules).

Enfin, cette étude des protéines a révélé que le renouvellement des protéines est accéléré dans les cellules trisomiques, essentiellement les protéines qui s’assemblent en complexes protéiques pour assurer certaines fonctions particulières.

Les chercheurs contribuent ainsi, grâce à l’étude des protéines, à une nouvelle compréhension de la trisomie 21 et de ses symptômes. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la recherche. Les chercheurs travaillent désormais pour comprendre quelles protéines produites en excès sont responsables des différents symptômes de la trisomie 21.

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A la découverte d’un super génome

La trisomie 21 est une anomalie chromosomique relativement fréquente, qui toucherait environ une naissance sur 700. Mais seulement 20 % des fœtus porteurs de cette anomalie poursuivraient leur développement jusqu’à la naissance. Quatre grossesses sur 5 n’arrivent donc pas à terme, alors que dans 20 % des cas, les enfants trisomiques naissent, grandissent et peuvent vivre jusqu’à l’âge de 65 ans. Pour expliquer un tel phénomène, des chercheurs suisses ont analysé le génome d’enfants trisomiques.

Le génome est l’ensemble du matériel génétique d’un individu. Selon les chercheurs, certains génomes sont de meilleure qualité que d’autres, ce qui pourrait notamment expliquer que certaines personnes sont moins sujettes aux maladies que d’autres. Dans cette étude, dont les résultats ont récemment été publiés dans la revue scientifique Genome Research, les chercheurs ont posé l’hypothèse que les fœtus trisomiques capables de se développer jusqu’à leur terme seraient dotés d’un génome de haute qualité.

Pour tester leur hypothèse, les généticiens ont étudié la variation, la régulation et l’expression des gènes de 380 personnes trisomiques et les ont comparées à celles de personnes non trisomiques. L’étude s’est déroulée en 3 grandes phases :

1. La recherche de variantes génétiques rares ;
2. La régulation des gènes sur le chromosome 21 ;
3. La variation de l’expression des gènes sur l’ensemble du génome.

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Des résultats transposables à d’autres maladies génétiques

Le premier test a mis en évidence que, chez les personnes trisomiques, les mutations génétiques sont rares et identiques sur les 3 copies du chromosome 21, ce qui diminue le nombre de variantes génétiques délétères, c’est-à-dire capables de provoquer la mort in utero du fœtus.

Le second test a permis de montrer que les enfants trisomiques ont une régulation accrue des gènes présents sur les chromosomes 21, ce qui permet de compenser, au moins partiellement, la présence d’un troisième chromosome sur cette paire.

Le dernier test révèle que les enfants trisomiques présentent un fonctionnement optimal des gènes, supérieur à celui de la population générale.

Les résultats de cette étude révèlent que les enfants nés trisomiques possèdent un génome de qualité supérieure à celui des enfants non atteints d’une anomalie chromosomique. Ce « super génome » serait alors capable de compenser les handicaps induits par le chromosome 21 surnuméraire, permettant au fœtus de poursuivre son développement jusqu’à la naissance.

Cette découverte du « super génome » est une avancée importante dans la compréhension de la trisomie 21. Elle représente également une perspective de travail intéressante pour d’autres maladies génétiques graves.

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Estelle B., Docteur en Pharmacie

Sources