L’organisme humain a besoin d’une variété de petites molécules, telles que des sucres ou des graisses, pour fonctionner correctement. La composition de ces soi-disant métabolites et leur interaction – le métabolisme – varie d’une personne à l’autre et dépend non seulement d’influences externes, comme la nutrition, mais aussi dans une large mesure des variations naturelles de notre constitution génétique.
Dans une étude internationale, des scientifiques du Berlin Institute of Health (BIH) et de la Charité – Universitätsmedizin Berlin se sont associés à des collègues du Royaume-Uni, d’Australie et des États-Unis et ont découvert des centaines de variations de gènes jusqu’alors inconnues qui ont un impact parfois drastique sur la concentration de ces petites molécules dans le sang. Les chercheurs ont maintenant publié leurs résultats dans la revue Génétique de la nature.
La concentration et la composition des métabolites – petites molécules dans le sang ou le liquide tissulaire – fournissent des informations sur les processus biologiques dans le corps humain. Ils servent donc de biomarqueurs importants en médecine clinique, par exemple dans le diagnostic de maladies ou pour vérifier l’efficacité d’une thérapie. Fait intéressant, la composition des métabolites diffère d’une personne à l’autre, indépendamment des influences externes telles que la maladie ou l’alimentation.
En effet, les schémas des protéines qui influencent la concentration des métabolites, tels que les enzymes et les protéines de transport, diffèrent également entre les individus. Souvent, les plus petits variants génétiques peuvent amener une enzyme métabolique à être plus ou moins active ou une protéine de transport à être plus ou moins efficace, augmentant ou abaissant ainsi la concentration de métabolites.
Données analysées auprès de 85000 personnes
L’équipe dirigée par Claudia Langenberg, professeur BIH de médecine computationnelle, a maintenant étudié l’effet des variantes génétiques sur 174 métabolites différents. « Nous avons trouvé un nombre surprenant de corrélations entre certaines variantes génétiques et des changements de concentration de petites molécules dans le sang », rapporte l’épidémiologiste. « Dans la plupart des cas, les variantes génétiques provoquent des changements dans le plan des principaux régulateurs du métabolisme, comme les enzymes ou les transporteurs. »
Pour explorer ces corrélations, l’équipe de Langenberg avait besoin d’énormes quantités de données.
Pour nos études, nous avons utilisé de grandes bases de données qui nous ont fourni les résultats des tests sanguins et des informations génétiques sur un total d’environ 85 000 personnes. Ce faisant, nous avons pu démontrer avec succès qu’il est possible d’évaluer conjointement les données d’une variété de petites études individuelles, même au-delà des frontières technologiques. «
Maik Pietzner, auteur principal et scientifique au laboratoire de Langenberg
Les variantes génétiques peuvent contribuer à des maladies courantes
Les travaux des scientifiques sont très pertinents pour la médecine, car ils peuvent expliquer comment les variantes génétiques naturelles qui influencent le métabolisme contribuent à l’apparition de maladies courantes, telles que le diabète sucré, ainsi que de maladies rares. Par exemple, des taux élevés d’acide aminé sérine dans le sang semblent fournir une protection contre une maladie oculaire rare appelée télangiectasie maculaire – des connaissances qui ouvrent de nouvelles voies thérapeutiques.
Dans une autre étude, les auteurs ont également pu montrer que le risque génétique d’un individu de modifier le métabolisme de la sérine peut aider au diagnostic précoce de cette grave maladie oculaire. Ils ont également identifié un nouveau mécanisme qui explique comment la transmission perturbée des signaux via le récepteur GLP-2 augmente le risque de développer un diabète de type 2.
«Ce qui était spécial dans notre étude, ce sont les effets extrêmes que nous avons observés et leur pertinence potentielle pour la recherche médicale», explique Langenberg. « Par exemple, nous avons pu détecter des variantes génétiques qui ont une influence sur le métabolisme trois fois plus forte que les effets déjà connus de variations génétiques plus courantes, par exemple sur l’indice de masse corporelle. »
Les données ne sont pertinentes que si elles sont utilisées
Pour permettre aux scientifiques du monde entier de relier leurs domaines d’expertise particuliers à leurs données, l’équipe a mis en place un site Web interactif à l’adresse http: // www.
La source:
Référence du journal:
Lotta, LA, et coll. (2021) Une approche multiplateforme identifie les régulateurs génétiques du métabolisme et de la santé humains. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-020-00751-5.
