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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.

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La mucoviscidose : une maladie génétique

La mucoviscidose est une maladie génétique qui touche environ 1 individu sur 3500, en France. 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, du fait de l'absence de traitement curatif.

Curatif

Curatif se dit d'un traitement qui a pour objectif le traitement ou la guérison d'une maladie, par opposition au traitement symptomatique, qui ne fait que soulager les symptômes de la maladie sans pouvoir la guérir.

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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 : 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 due à 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 33 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 (ions chlorure) présent dans les membranes des cellules des voies respiratoires et des voies digestives. Le canal CFTR 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 chlorure, 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 permet 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

Les individus atteints de mucoviscidose présentent des problèmes :

  • Respiratoires : l'obstruction des bronches par le mucus non évacué diminue les capacités respiratoires des patients et entraîne, du fait de la non-évacuation des agents pathogènes, une inflammation chronique des bronches.
  • Digestifs : l'obstruction des canaux pancréatiques empêche la libération des enzymes digestives dans l'intestin, ce qui provoque un type de diabète (insulino-dépendant).
  • Reproductifs : l'obstruction des canaux déférents chez l'homme entraîne un retard de la puberté et une infertilité.

Les trois niveaux du phénotype sont liés : les atteintes macroscopiques sont dues 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 33 est porteur d'un allèle muté, on dit alors que c'est un porteur sain. Ce qui signifie que même s'il ne présente pas de symptômes, il peut transmettre cet allèle et avoir un enfant malade si son conjoint est aussi un porteur sain.

Comme il s'agit d'une maladie autosomique récessive, il est important d'étudier l'arbre généalogique d'une famille si des membres sont atteints de mucoviscidose. Il est possible de retracer la transmission des allèles et prévoir 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 naître

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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 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 des cellules ayant intégré le gène. De plus, il faudra intégrer ce gène dans la totalité des cellules de l'organisme pour arriver à guérir l'individu.

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.

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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.

Hyperglycémie

L'hyperglycémie consiste en 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

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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.

Des recherches ont montré des prédispositions familiales, conduisant à l'hypothèse de causes génétiques pour le diabète de type 2. Plusieurs gènes ont ainsi 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 ou de susceptibilité

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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