Variation génétique et santé (1ère S)

Publié le par svtmarcq.over-blog.com

Un exemple : la mucoviscidose

 

La mucoviscidose est une maladie génétique dont les manifestations peuvent être grave. L'espérence de vie d'un malade atteint actuellement 50 ans environ.

Le symptome le plus caractéristique de la maladie est une insuffisance respiratoire. D'autres symptomes peuvent apparaître en fonction de la gravité de la maladie.

 

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Les symptome de la mucoviscidose sont dus à la présence d'un mucus particulièrement épais. Ce mucus est une protection des oragnes particulièrement dans les poumons et dans le système digestif. On peut se rendre compte de la présence de mucus, notamment lorqu'on éternue pendant un rhume.

 

En haut photographie d'une bronche d'un malade attainte de mucoviscidose, remplie de mucus. En bas, bronche d'un individu non malade chez lequel la bronche est dégagée.

 

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Le mucus est fabriqué par des cellules qui tapissent la surface des bronches et du tube digestif, les cellules à mucus. On a observé que la sueur des malades était particulièrement riche en NaCl. On peut constater sur le schéma ci-dessous, que les cellules à mucus présente un échange d'ions par les canaux à sodium et les canaux à chlorure. C'est donc une perturbation de l'équilibre ionique Na+/Cl- qui se manifeste lors de la mucoviscidose.

 

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La photo suivante montre bien la différence d'apect de la surface des bronches chez un individu non-malade (à gauche) et chez un malade (à droite).

 

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L'anomalie d'échange entre les ions a pour origine une modification de la protéine CFTR qui assure le déplacement des ions Cl-.

 

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Chez les malades atteint de mucoviscidose, la modification de la protéine la plus couramment observée est une déletion d'une molécule de phénylalanine (Phe).

 

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Cette suppression d'une molécule de phénylalanine est donc du à une mutation au niveau de l'ADN sur le chromosome n°7.

 

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On peut résumer les différentes étapes de la mise en place d'une maladie génétique, ici la mucoviscidose, sur le tableau suivant :

 

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La mucoviscidose est la maladie génétique la plus fréquente en France. Dès qu'il a une suspicion de maladie, on fait un dépistage systématique. Cette suspicion peut être provoquée par l'étude des ascendants du nouveau-né par l'étude d'un arbre généalogique ou pédigrée.

 

Exemple de l'arbre généalogique d'une famille atteinte par la mucoviscidose :

 

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La mucoviscidose est une maladie récessive, c'est à dire qu'il faut que le sujet porte deux allèles mutés pour être malade. Un individu porteur d'un seul allèle n'est pas malade, mais peut le transmettre à son descendant. L'allèle récessif est écrit en minuscule et l'allèle dominant en majuscule.

On écrira [m] pour le phénptype d'un individu malade et (mm) ou (m//m) pour le génotype d'un individu malade.

On écrira [S] pour le phénotype d'un individu non malade (sain). Le génotype poura être alors (Sm) ou (S//m) ou bien (SS) ou (S//S).

Prenons le couple 1-2. On constate qu'ils ont une fille attiente de la maladie, donc doublement porteuse de l'allèle muté. Leur génotype est donc obligatoirement (S//m).

Les gamêtes (spermatozoîdes et ovules) possèdent la moitié des chromosomes du père ou de la mère. Donc ou l'allèle S ou l'allèle m. On peut donc écrire l'échiquier de croisement suivant :

 

echiquier mucose

On constate que le risque d'avoir un enefant malade pour le couple 1-2 est de 1/4.

SI on prend maintenant un individu au hasard, il a 1/20 risque dêtre porteur d'un allèle muté.

Quel est le risque alors, pour un couple pris au hasard d'avoir un enfant atteint de mucoviscidose ?

On appelle hétérozygote un individu qui porte des allèle différents d'un même gène et homozygote qui portent les deux mêmes allèles.

 

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La mucoviscidose étant une maladie génétique, elle est inguérissable. On utilise donc des médicaments permettant d'améliorer la vie du malade comme des aérosols et de la kinésithérapie afin de dégager les bronches de son mucus épais.

 

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En ce qui concerne une guérison des malades, on travaill aujourd'hui a une technique dite de thérapie génique qui consiste à changer le gène déficient par un gène fonctionnant bien. La mucoviscidose étant une maladie monogénique (due à un seul gène), elle est un bon candidat à l'application de cette technique, qui n'est, pour l'instant pas encore au point. La technique, justement, consiste à utiliser un virus vecteur (sans danger) pouvant permettre l'introduction d'un gène dans le génôme des cellules concernées par la maladie. La technique est résumée sur le schéma suivant.

 

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Interactions du milieu et du génôme : le diabète de type II

 

Le diabète, où plutôt les diabètes correspondent à une perturbation de la régulation du taux de glucose dans le sang (glycémie). Elle se manifeste le plus souvent par une hyperglycémie chronique qui est dangereuse à long terme. Nous allons nous intéresser essentiellement au diabète de type II.

Les courbes suivantes permettent de visualiser ce qui se passe dans le cas d'un diabète de type II.

 

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Le planisphère suivant permet de constater que les diabètes (I et II) sont des maladies en pleine croissance, particulièrement en Asie. Le terme de prévalence est utilisée en épidémiologie pour indiquer le pourcentage de cas d'une maladie dans une population donnée à un instant t.

 

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On a découvert depuis quelques années que le diabète est influencé par des facteurs héréditaires comme l'indique le graphe suivant.

 

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Ceci est particulièrement vrai pour le diabète de type II. C'est en cela que son épidémiologie est particulièrement intéressante.

De nombreuses études épidémiologiques concernant le diabète ont été entreprises aux USA en tenant compte de différentes variables comme l'ethnie d'origine ou l'âge des sujets.

 

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On constate que selon les ethnies d'origine, le taux de prévalence du diabète de type II varie considérablement. Ce sont les natifs (indiens et inuits) qui sont les plus atteints. On constate que le taux de prévalence augment avec l'âge. Ces deux remarques peuvent laisser supposer que le facteur génétique n'est pas suffisant pour déterminer ou non la présence d'un diabète de type II. Les recherches se sont focalisées sur une population particulière de natifs, les Pimas. En effet, les Pimas des USA présente une prévalence diabétique absolument énorme, puisque plus de 50% des sujets sont atteints de diabète de type II.

 

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On a pu constater aussi que les Pimas des USA qui habitent dans des territoires du Nouveau-Mexique sont pratiquement tous atteint d'obésité. Or une autre population de Pimas vivant au Mexique présente un taux beaucoup plus faible de prévalence du diabète très peu d'obèses alors que l'origine des deux populations est la même et que le génôme est commun.

 

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La différence est donc à rechercher dans le mode de vie. Les Pimas du Mexique ont conservé le mode de vie traditionnel et surtout une nutrition très frugale et pauvre en graisse et sucre alors que les Pimas des USA ont adopté la nourriture grasse et sucrée (les hamburgers, les ice-cream) habituelle aux Etats-unis. Le gène du diabète est donc un gène de susceptibilité qui entraine l'apparition de la maladie si les habitudes alimentaires du sujet sont mauvaises. Environnement et génôme sont donc étroitementt liés dans l'apparition du diabète de type II.

Le schéma suivant résume les relations entre les gènes de susceptibilité du diabète et de l'obésité et l'environnement.

 

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Jerome 24/01/2015 19:43

Je vous remercie egalement pour cette exellent travail que vous avez fait.
Vous avez toutes mes felicitations et bravo

Issam 15/05/2013 23:06

Je vous remercie pour toutes ces informations complètes. C'est vraiment un excellent travail. Merci.