Le syndrome métabolique et ses altérations épigénétiques liées à la nutrition

Introduction Le syndrome métabolique, également connu sous le nom syndrome X, n’est pas une maladie spécifique, mais désigne plutôt une série de problèmes liés à un mauvais métabolisme corporel : hauts taux d’insuline et de cholestérol, hypertension et excès de poids. Il constitue un stade précoce de plusieurs maladies graves, comme le diabète de type II, les troubles cardiovasculaires et les accidents vasculaires cérébraux (AVC).

Introduction Deux causes : _Un style de vie sédentaire et une mauvaise alimentation, pour la majorité des cas. _L’hérédité Pourquoi l’étudier ? _Surtout présent chez les adultes, et de plus en plus présent chez les jeunes occidentaux, et même chez les enfants. _En Amérique, On estime qu’un adulte sur quatre en est atteint, soit environ 47 millions de personnes. _En Europe, il toucherait 15 % des adultes.

Plan Introduction Le syndrome métabolique et son lien avec l’épigénétique 1) Troubles métaboliques dus au syndrome métabolique 2) Le code épigénétique 3) Relation entre épigénétique et nutrition Les gènes soumis à empreinte parentale 1) Définition 2) Implications dans le développement foeto-placentaire 3) Implication dans le développement post-natal Conclusion

Le syndrome métabolique et son lien avec l’épigénétique

1) Troubles métaboliques dus au syndrome métabolique   Résistance à l’insuline Taux élevé de triglycérides sanguins > 1,7mmol/L Glycémie élevée > 6,1mmol/L Diminution des HDL-cholestérols<1mmol/L chez les hommes et 1,2mmol/L chez les femmes Altération des artères Obésité surtout abdominale avec un tour de taille supérieur à 88cm chez la femme et à 102cm chez l’homme Risques cardiovasculaires élevés

1) Troubles métaboliques dus au syndrome métabolique Mauvais et bon cholestérol : leur rôle "mauvais" cholestérol : LDL-cholestérol ou lipoprotéines de faible densité (les LDL) fabriquées par le foie qui vont transporter le cholestérol vers les tissus. "bon" cholestérol : HDL-cholestérol ou lipoprotéine de forte densité transportant le cholestérol excédentaire des tissus vers le foie où il sera éliminé.

Schéma du rôle des transporteurs du cholestérol

1) Troubles métaboliques dus au syndrome métabolique Le rôle de l’insuline dans le début du syndrome métabolique Normalement, l’insuline agit sur : - la lipase qui inhibe la libération des AGL du tissu adipeux - la sécrétion des VLDL par le foie. - l’action de la LPL, qui hydrolyse les triglycérides des VLDL. Cela permet une réduction : des VLDL riches en triglycérides des LDL circulantes

Conséquences : nombreux problèmes cardiovasculaires

2) Le code épigénétique Code épigénétique : c’est le fait que certains gènes s’expriment alors que d’autres sont silencieux. Cela peut être de façon transitoire ou permanente. Ce code est divisé en plusieurs niveaux : - code de la méthylation de l’ADN - code des histones - code des co-activateurs - code des co-récepteurs

2) Le code épigénétique Exemple du rôle du code épigénétique Chez l’adulte : on peut voir qu’il existe une augmentation des altérations de la méthylation de l’ADN avec l’âge qui peuvent être une accentuation du syndrome métabolique.

3) Relation entre épigénétique et nutrition Exemple : si une souris suit un régime riche en hydrate de carbone pendant la gestation, cela va avoir une répercussion au niveau du code épigénétique de son nouveau-né entraînant une diminution du taux de cellules  du pancréas. Cela va avoir pour conséquence une diminution de la production d’insuline et donc l’obtention pour le nourrisson d’une résistance à l’insuline : signe premier du syndrome métabolique.

II. Les gènes soumis à empreinte parentale

1) Définition Un gène à empreinte parentale est caractérisé par une expression monoallélique : l'allèle maternel ou paternel s'exprime alors que l'autre est rendu silencieux par des modifications épigénétiques. Celles-ci peuvent être dues à une méthylation de l’ADN, à des interactions ADN-protéine et ADN-ARN, ou à la localisation du chromosome dans l’espace nucléaire.

Antagonisme des GSEP maternelle et paternelle 1) Définition Antagonisme des GSEP maternelle et paternelle

1) Définition Établissement, conservation et transmission de l’empreinte génétique. Implication des GSE dans les processus adaptatifs.

2) Implications des GSE dans le développement foeto-placentaire L'empreinte parentale intervient dans l'apport et la demande en nutriments, plus précisément : - dans la capacité de transport des nutriments ; - dans la régulation des interactions aux interfaces foeto-maternelles ; - dans la croissance du placenta ; - dans la résistance vasculaire du placenta ; - dans le contrôle de l'apport en nutriments au placenta.

Les gènes à expression maternelle contrôlent négativement la croissance (à l'inverse des gènes à expression paternelle). Exemple des gènes Igf2 et Igf2r

Labilité épigénétique des gènes placentaires Impact de l'environnement seulement en fin de grossesse Labilité épigénétique des gènes placentaires

3) Implications des GSE dans le développement post-natal Mise en évidence de deux complexes fondamentaux de GSEP, responsables de l’adaptation métabolique et du développement du nouveau-né: GNAS et PEG 1,3. Ces deux complexes ont des rôles différents selon si les gènes sont soumis à empreinte paternelle ou maternelle.

3) Implications des GSE dans le développement post-natal Chez le nouveau-né Bleu: GSE P Rouge: GSE M

3) Implications des GSE dans le développement post-natal Chez l’adulte C’est essentiellement le complexe Peg qui intervient sur le développement. Il favorise la mise en réserve d’énergie ainsi que le bon développement de l’individu. Si ces gènes sont invalidés, on constate alors un retard de sevrage et de la puberté.

Conclusion Nous avons vu l’importance d’étudier les origines épigénétiques, liées au mode de nutrition, du syndrome métabolique. De plus, ce fléau pourrait être transmis de manière transgénérationnelle. Une modification de la nutrition du nourrisson, pendant la période de lactation (lait riche en hydrates de carbone) peut entraîner la transmission à la seconde génération de l’hyper-insulinisme.

Conclusion Les transposons et les GSE parentales pourraient être les supports épigénétiques des altérations transmises aux générations suivantes par ces effets « transgénérationnels ». 40 % du génome humain est occupé par des transposons. On ne peut donc pas négliger l’impact substantiel, en terme de santé publique, de l’influence du régime précoce adopté, sur ces séquences.