Les gènes influent sur le métabolisme et certaines de leurs modifications engendrent des susceptibilités à des maladies. Des chercheurs tentent d’identifier ces gènes de susceptibilité, pendant que d’autres évaluent l’impact des nutriments sur l’expression de ces mêmes gènes. Sauf pour quelques cas très rares dits «monogéniques», où la maladie résulte d’un défaut majeur d’un seul gène, la prédisposition génétique est le résultat de l’influence faible de nombreux gènes, en interaction avec les facteurs d’environnement au sens large, notamment l’alimentation, l’activité physique. L’obésité et les facteurs de risque cardiovasculaire associés, comme le diabète de type 2 et les anomalies des lipides sanguins, résultent de ce type d’interactions.

Comment ce que nous mangeons influence nos gènes

La nutrigénétique est une discipline récente qui étudie les interactions gènes-environnement dans le cadre de la nutrition. La nutrigénomique, science en développement rapide, étudie l’influence des composants d’un régime alimentaire sur l’ensemble des gènes d’un individu ainsi que sur les changements métaboliques qu’ils génèrent. Elle s’appuie sur des nouveaux outils technologiques performants qui ont pu déterminer le séquençage complet du génome humain et définir et caractériser des «signatures alimentaires», qui témoignent de l’intense et complexe dialogue entre nos gènes et ce que nous mangeons. L’augmentation du volume des données scientifiques démontre l’influence des macroet micronutriments sur l’expression de gènes contrôlant le métabolisme et l’homéostasie énergétique. L’essor de la nutrigénomique est également dû à une meilleure compréhension de l’impact des prédispositions génétiques sur le risque de maladies liées au régime alimentaire.

L’exemple des Indiens Pima

Certaines populations ont un gène de prédisposition à «l’épargne» alimentaire, qui leur a permis de faire face aux famines. Lorsque les conditions alimentaires et environnementales se modifient, en particulier lorsque ces populations passent d’une alimentation traditionnelle à une alimentation beaucoup plus riche couplée à une diminution de l’exercice physique, ce gène d’époque bénéfique se transforme en gène délétère. C’est le cas des Indiens Pima d’Arizona, qui montrent les prévalences les plus fortes au monde de surcharge pondérale (75%) et de diabète gras (50%). Dans cette population indienne, on a pu mettre en évidence l’implication de 18 gènes dans leur prévalence d’obésité.

L’importance des 1.000 premiers jours

C’est l’épidémiologiste britannique David Barker qui, le premier, dans les années 1980 a montré l’importance de l’environnement intra-utérin et la relation entre un faible poids de naissance et le risque de développement ultérieur de maladies cardiovasculaires à l’âge adulte. Un retard de croissance intra-utérin dû à une insuffisance placentaire ou à une pré-éclampsie par exemple peut entraîner la survenue ultérieure d’un syndrome métabolique. L’environnement de la période périnatale a également un impact sur la santé future, notamment l’allaitement maternel, qui joue un rôle d’autant plus important que les enfants sont prématurés. On s’intéresse de plus en plus au rôle programmateur de l’environnement nutritionnel du fœtus. Au décours de la vie fœtale, sous l’influence de l’environnement maternel, et en particulier des apports en nutriments et métabolites à travers le placenta, des mécanismes épigénétiques portant sur l’activation de certains gènes et la mise au silence d’autres gènes permettent de mettre en place le programme d’expression de gènes propre à chaque stade de différenciation. Ces mécanismes épigénétiques qui assurent la modulation des mécanismes de différenciation et de programmation vont permettre la modulation de processus divers. La modulation de ces processus implique des mécanismes épigénétiques. Plus tard, le phénotype d’un individu placé dans un environnement particulier, à un moment donné, sera influencé, d’une part, par le phénotype produit par les précédentes interactions génotype-environnement et, d’autre part, par le potentiel à réagir de la combinaison génotype-phénotype face à l’environnement contemporain.

Perspectives d’avenir…

Compte tenu de la complexité du génotype humain, actuellement, il semble tout à fait impossible de vouloir décrypter l’ensemble des interactions. La nutrigénomique ouvre de nouvelles voies pour les sciences de la nutrition dans des applications très différentes, comme la mise en place d’alimentations sur mesure pour les populations suralimentées et d’aliments plus efficaces et ciblés pour les populations malnutries. Dans le domaine de la santé, les indications de la nutrigénomique s’étendent de la prévention à la thérapie. En effet, l’essentiel du potentiel de la recommandation et de la prescription de nutriments intervient dans le maintien de la santé et dans les phases précoces du développement de la maladie, soit pour prévenir l’apparition de symptômes, soit pour en freiner la progression et promouvoir un retour à l’homéostasie métabolique. Idéalement, toute
intervention préventive devrait s’appuyer sur l’identification de marqueurs biologiques spécifiques, mettant en lumière les stades très précoces du dérèglement métabolique. L’un des buts avérés de la nutrigénomique est de se doter d’outils suffisamment performants pour détecter, intégrer et interpréter des ensembles de changements mineurs afin de définir, d’une part, l’état de bonne santé et, d’autre part, de diagnostiquer des anomalies précoces antérieures aux pathologies symptomatiques.

En conclusion

La génomique nutritionnelle compte deux sous-spécialités: la nutrigénomique, qui se concentre sur l’investigation du rôle des nutriments dans l’expression génétique, et la nutrigénétique, qui se concentre sur les réactions individuelles aux nutriments qui sont influencées par des polymorphismes génétiques. L’objectif le plus important de la génomique nutritionnelle est de prévenir ou améliorer des pathologies chroniques à causes multifactorielles comme l’obésité, le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et le cancer, en faisant des recommandations alimentaires et nutritionnelles spécifiques qui sont propres à des groupes de personnes qui affichent un profil génétique déterminé.
La finalité de la génomique nutritionnelle est de proposer une nutrition personnalisée.

Le capital santé est déterminé par les gènes mais le mode de vie et l’environnement sont connus pour augmenter les probabilités de développer certaines maladies non transmissibles. Plus tôt l’enfant est exposé à un environnement défavorable, plus important sera l’impact sur sa santé future. Au contraire, si, très tôt, l’environnement est favorable, le capital santé futur de l’enfant sera meilleur. Il existe ainsi une fenêtre de vulnérabilité/opportunité des 1.000 premiers jours de vie (de la conception à 2 ans environ).

Phn Nathalie Evrard 

Références
1. Origine développementale de la santé et des maladies (DOHaD).
Environnement et épigénétique. Médecine/Sciences 2016;1:3-130.
2. Cerin-cholé-doc: nutrigénétique et maladies métaboliques:
novembre/décembre 2016. Frédéric Fumeron (inserm U118, Paris).

Source: Pharma-Sphère