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L’hérédité du vécu

by Jon Farrow
janv. 15 / 19
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La vieille idée en biologie voulant que le vécu module l’hérédité est en train de renaître et Brian Dias, Chercheur mondial CIFAR-Azrieli, est à l’avant-garde de cette question.

Le stress, les succès et les échecs d’un parent peuvent influencer la biologie et le développement des générations futures. Il s’agit d’une vieille idée, proposée d’abord par des érudits grecs, comme Hippocrate et Aristote, et popularisée dans les années 1800. Au cours du dernier siècle, cette idée a été discréditée et qualifiée de quasi-hérésie eu égard aux principes fondamentaux de la biologie. Mais les recherches sur la possibilité que l’héritage biologique d’un enfant soit partiellement déterminé par le vécu de ses parents ont connu une renaissance au cours de la dernière décennie grâce au travail d’un nombre croissant de scientifiques, dont Brian Dias, Chercheur mondial CIFAR-Azrieli.

Comme les règnes végétal et animal nous livrent un nombre croissant d’exemples d’organismes, comme le ver nématode, les petits pois et la souris, qui transmettent des messages moléculaires sur le stress qu’ils subissent, il devient clair que les Grecs avaient peut-être compris quelque chose. Même chez l’humain, il y a de plus en plus de résultats probants, quoique controversés, indiquant que l’adversité d’un parent peut influencer les générations futures.

Nous nous sommes donc entretenus avec Dias pour mieux comprendre ce qu’un parent transmet à son enfant et quand le stress peut transcender les générations.

Dans une étude déterminante menée en 2014, Dias a appris à des souris à associer une odeur particulière à un léger choc électrique podal. Les petits de ces souris ont été élevés par un parent de substitution et leur développement a fait l’objet d’un suivi. Dias a démontré que les petits, qui n’avaient jamais reçu de chocs, présentaient une sensibilité à l’odeur que leurs parents avaient appris à associer au choc électrique. Il s’agissait d’un résultat surprenant, car cela suggérait que les parents transmettent à leurs enfants plus que les gènes qu’ils avaient à la naissance. D’une façon ou d’une autre, ils transmettaient les effets de leur vécu.

En résumant les résultats de cette étude, Dias souligne que les effets allaient plus loin que le comportement : « Leur cerveau consacre plus d’espace au traitement de l’odeur et leur sperme porte les empreintes de ce stress sur les gènes qui encodent les récepteurs responsables de la détection de l’odeur ». Malgré ce qui est souvent rapporté, Dias précise que son travail ne vient pas appuyer l’hérédité lamarckienne. « À notre connaissance, contrairement aux parents qui ont peur de l’odeur associée au léger choc électrique, la génération suivante n’hérite pas de la peur de l’odeur, elle hérite plutôt d’une sensibilité. Elle en est plus consciente, mais s’il n’y a pas de valence émotionnelle associée à l’odeur, on ne sait pas. »

Des travaux plus récents, publiés cet été par l’équipe de Dias dans Biological Psychiatry, démontrent que, comme le dit Dias, « les dés ne sont pas jetés. Ce processus présente une certaine malléabilité ». Tout comme vous pouvez entraîner une souris à craindre une odeur en l’associant toujours à un léger choc podal, vous pouvez éliminer l’association en présentant l’odeur seule, sans choc. Dias et son équipe ont constaté que ce processus d’extinction, semblable à la thérapie cognitivo-comportementale chez l’humain, a éliminé la peur de l’odeur chez les souris. De plus, ce processus a mené à la disparition des marqueurs moléculaires sur les spermatozoïdes et a permis à la progéniture de ne pas avoir de modifications cérébrales ni de développer une sensibilité à l’odeur. Ce résultat nous permet d’espérer qu’il est possible de briser le cycle du stress intergénérationnel.

Dias et d’autres dans le domaine ont présenté des résultats convaincants indiquant que le vécu peut avoir un impact sur les générations futures, à tout le moins chez la souris. Mais nous ignorons encore la nature du mécanisme en cause. « Nous souhaitons comprendre dans le détail comment se fait la transmission de l’information d’une génération à l’autre », dit-il.

L’un des mécanismes souvent évoqués est la méthylation de l’ADN où une série de marqueurs moléculaires sur le génome font office de commutateurs. Dias et d’autres ont démontré que le vécu peut modifier les schémas de méthylation dans le sperme. Toutefois, chaque spermatozoïde subit une reprogrammation épigénétique majeure qui réinitialise ces commutateurs au moins deux fois — une fois lors de la fécondation et une fois dans l’embryon.

Mais la reprogrammation n’est peut-être pas aussi complète qu’on le pense. Citant des travaux publiés dans la revue Cell en 2015, Dias affirme que « des loci génétiques associés à l’obésité et à la schizophrénie avaient échappé à la reprogrammation épigénétique ».

Il est également possible que la méthylation de l’ADN ne soit pas le mécanisme par lequel le signal se transmet d’une génération à l’autre. L’ARN non codant – des fragments de matériel génétique longtemps considérés comme non pertinents – fait maintenant l’objet d’études intenses en tant que messager éventuel du traumatisme parental. L’ARN non codant est un mécanisme attrayant, car l’ARN peut passer dans les spermatozoïdes sans être reprogrammé. Mais son rôle dans le développement est encore un mystère et les recherches n’en sont qu’à leur début.

Dias voit deux obstacles majeurs à surmonter dans son domaine : percer le mystère du mécanisme en cause et comprendre ce que tout cela signifie pour la santé humaine.

Dias est réticent à tirer des conclusions générales sur les humains à partir de ses travaux sur d’autres mammifères. Il admet qu’« il est incroyablement difficile de démêler l’hérédité biologique de la contribution des facteurs sociaux à la condition humaine ». En d’autres termes, chez l’humain, il est difficile de savoir si les gens sont traumatisés par la façon dont leurs parents les ont élevés ou par les étiquettes moléculaires qui leur ont été transmises par le sperme et les ovules. Michael Kobor, un autre membre du programme Développement du cerveau et de l’enfant du CIFAR, a obtenu des résultats prometteurs. Il a récemment publié des travaux qui suggèrent que des marques de maltraitance subie pendant la petite enfance sont présentes dans le sperme d’hommes adultes. Toutefois, nous ignorons dans quelle mesure les messages épigénétiques survivent à la reprogrammation avant d’être exprimés chez les enfants.

L’un des objectifs principaux du programme Développement du cerveau et de l’enfant est de comprendre l’équilibre entre l’inné et l’acquis dans le développement humain, et les recherches réalisées par l’équipe de Dias démontrent que cette question est peut-être encore plus complexe qu’on ne le pensait.