Première S 2016-2017
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Première S 2016-2017

Le patrimoine génétique et la maladie

Les maladies peuvent avoir différentes causes, génétiques ou environnementales. Certaines maladies, comme la mucoviscidose, ont une cause exclusivement génétique, où la mutation d'un seul ou plusieurs gènes entraîne des symptômes à toutes les échelles du phénotype. D'autres maladies (la plupart) proviennent de la combinaison de facteurs environnementaux et de gènes de prédisposition, c'est le cas du diabète de type 2.

I

La mucoviscidose : une maladie génétique

La mucoviscidose est une maladie génétique qui touche 1 individu sur 3500 en France environ. Elle est létale, ce qui signifie qu'elle provoque à terme la mort de l'individu qui en souffre. Il n'y a pour l'instant aucune guérison possible.

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Les différentes échelles phénotypiques de la mucoviscidose

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La cause génétique de la mucoviscidose

La mucoviscidose est une maladie génétique, ce qui signifie qu'elle se manifeste à cause d'un gène altéré.

C'est une maladie autosomique récessive :

  • Autosomique : elle est portée par une paire de chromosomes autre que les chromosomes sexuels, en l'occurrence la paire de chromosomes numéro 7.
  • Récessive : pour développer la maladie, il faut porter l'allèle malade sur chacun des chromosomes de la paire.
Maladie autosomique récessive

Une maladie autosomique récessive est une maladie causée par une mutation sur un gène porté par une paire de chromosomes autre que la paire de chromosomes sexuels, qui est symptomatique lorsque chacun des allèles de la paire de chromosomes est malade.

La mucoviscidose est une maladie autosomique récessive.

Le gène portant la mutation dans la mucoviscidose est le gène CFTR. 1 individu sur 40 est porteur d'un allèle muté dans la population française.

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Le phénotype moléculaire de la mucoviscidose

Le gène CFTR code pour la protéine CFTR. La protéine CFTR est un canal ionique présent dans les membranes des cellules des voies respiratoires et des voies digestives, il n'est pas synthétisé chez les individus atteints de mucoviscidose.

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Le phénotype cellulaire de la mucoviscidose

Le canal CFTR permet le passage des ions chlore, ce qui fait baisser la viscosité des mucus des voies respiratoires et digestives.

Chez les individus atteints de mucoviscidose, le canal étant absent, le mucus est plus visqueux. Ce mucus a pour vocation de permettre l’évacuation des éléments étrangers absorbés par la respiration, dont des bactéries et virus pathogènes. Au niveau cellulaire, le mucus stagne le long des épithéliums et n’évacue pas les éléments étrangers.

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Le phénotype macroscopique de la mucoviscidose

Le mucus non évacué, notamment des bronches, finit par obstruer ces dernières. Cette obstruction diminue les capacités respiratoires des patients et entraîne, du fait de la non-évacuation des agents pathogènes, une inflammation chronique des bronches.

Les individus atteints de mucoviscidose ont donc de grandes difficultés respiratoires et digestives.

Les trois niveaux du phénotype sont liés, les atteintes macroscopiques sont liées à un phénotype cellulaire altéré, lui-même causé par une protéine non-synthétisée à cause d'un gène muté.

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Schéma des différentes échelles d'expression de la mucoviscidose
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La prévention de la transmission de la mucoviscidose

Un individu sur 40 est porteur d'un allèle malade, ce qui signifie que même si lui-même ne présente pas de symptômes, il peut transmettre cet allèle, ou avoir un enfant malade si le conjoint est lui-même porteur d'un allèle malade.

Dans ce type de maladie, il est important d'étudier l'arbre généalogique d'une famille si celle-ci a déjà connu des cas de mucoviscidose. De cette façon, on peut retracer la possible transmission des allèles et prévoir en partie la possibilité de la naissance d'un enfant malade.

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Arbre généalogique d'étude du risque de transmission de la mucoviscidose à un enfant à venir

C

Les traitements de la maladie

La mucoviscidose est une maladie incurable, ce qui signifie qu'elle ne peut être guérie.

Les traitements actuels ne sont que symptomatiques, ils agissent sur les symptômes de la maladie et non sur sa cause. Il s'agit surtout de :

  • L'antibiothérapie : elle permet d'éviter ou de diminuer les infections liées aux agents pathogènes retenus dans le mucus.
  • La kinésithérapie respiratoire : ce traitement sert à évacuer le mucus qui s'accumule dans les bronches pour améliorer les capacités respiratoires du patient et éviter les infections liées aux agents pathogènes retenus dans ce mucus.
  • La greffe de poumon : elle permet au patient de retrouver pour un temps une capacité respiratoire normale et d'allonger l'espérance de vie, cependant les patients atteints de mucoviscidose ne font pas de bons receveurs et les greffes sont rares.

Ces traitements sont combinés à d'autres traitements qui rendent la vie des individus atteints de mucoviscidose complexe.

L'espoir se porte aujourd'hui sur la thérapie génique.

Thérapie génique

La thérapie génique est une méthode encore expérimentale qui consiste à utiliser la capacité de certains virus à intégrer leur ADN à celui d'une cellule humaine pour intégrer un gène sain dans les cellules d'un individu malade.

La thérapie génique apporte beaucoup d'espoir pour un traitement curatif de la mucoviscidose. En effet, cette maladie étant liée à la mutation d'un seul gène, il suffirait d'intégrer ce seul gène sain dans les cellules des individus malades, de façon à obtenir la synthèse de la protéine CFTR.

Cependant la thérapie génique pose encore certains problèmes, au niveau de l'intégration du gène et de la survie de la cellule ayant intégré le gène.

II

Le diabète de type 2 : une maladie multifactorielle

Certaines maladies ne sont pas uniquement génétiques, on les dit multifactorielles. C'est le cas du diabète de type 2.

A

Les symptômes du diabète de type 2

Le diabète de type 2 n'apparaît pas dans l'enfance comme le diabète de type 1. Il se déclare plus tard, en général après l'âge de 40 ans. Le diabète est une maladie caractérisée par une hyperglycémie chronique.

L'hyperglycémie est un taux élevé de sucre dans le sang. Comme toute modification des paramètres de l'organisme, elle peut être dangereuse pour ce dernier.

Quand une hyperglycémie se déclare dans l'organisme, comme à la suite d'un repas par exemple, le pancréas sécrète de l'insuline. Cette hormone va entraîner la mise en réserve du glucose sanguin et ainsi faire baisser la glycémie jusqu'à revenir aux valeurs normales. Dans le cas des diabétiques de type 2, l'insuline est effectivement sécrétée, mais les récepteurs sur lesquels elle se fixe lui sont résistants. Malgré sa production, le sucre n'est donc pas mis en réserve et la glycémie reste élevée.

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Causes physiologiques du diabète de type 2

B

Les causes du diabète de type 2

Jusqu'à il y a quelques années, on pensait que cette maladie était uniquement liée à des facteurs environnementaux :

  • La sédentarité : l'absence d'exercice physique entraîne une sursollicitation des récepteurs à l'insuline, ce qui provoque sur le long terme la dysfonction de ces derniers.
  • L'alimentation trop grasse et trop sucrée : de la même façon que la sédentarité entraîne la "fatigue" prématurée des récepteurs à l'insuline, une alimentation trop riche aura les mêmes conséquences.

Or des recherches ont montré des prédispositions familiales, conduisant à l'hypothèse de causes génétiques au diabète de type 2. Plusieurs gènes ont effectivement été identifiés. On les nomme gènes de susceptibilité, ou gènes de prédisposition, car ils ne déclenchent pas obligatoirement la maladie, mais ils y prédisposent si on y combine les facteurs environnementaux.

Gènes de prédisposition

Les gènes de prédisposition sont des gènes rendant plus probable le développement d'une maladie, sans pour autant le rendre certain.

Certains gènes rendent le risque de l'apparition de certaines maladies comme le diabète de type 2 ou les maladies cardiovasculaires plus grands pour les individus qui les portent, si certains facteurs environnementaux s'y ajoutent.

Dans les maladies comme le diabète de type 2, ou les maladies cardiovasculaires, l'impact du génome sur la santé n'est pas un déterminisme absolu.

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