Une nouvelle étude examine comment la consommation de cannabis chez les hommes pourrait avoir des effets héréditaires sur la fertilité masculine.
Sommaire
Introduction
Des recherches antérieures ont montré comment des changements épigénétiques héréditaires se produisent à la suite d’expositions toxiques. La plus connue d’entre elles est la modification de l’ADN du sperme, qui est une modification covalente stable et héréditaire de l’expression génique sans aucune modification des codons réels. La méthylation de l’ADN est un élément clé de la formation et de la maturation des spermatozoïdes, mais offre également une possibilité d’effets potentiellement néfastes dus aux expositions environnementales.
La consommation de cannabis pendant la grossesse a été associée à des problèmes neurodéveloppementaux, musculosquelettiques et cardiovasculaires chez la progéniture. Des recherches antérieures ont montré des changements de méthylation dans les spermatozoïdes après la consommation de cannabis masculin, avec une inversion partielle une fois la drogue arrêtée. Ceci est soutenu par des expérimentations animales utilisant le dérivé de cannabis le plus puissant, le tétrahydrocannabidiol (THC), démontrant des effets de méthylation héréditaires sur un gène candidat de l’autisme, ainsi que des problèmes de transmission synaptique, de mouvements volontaires et d’altération de la cognition.
L’étude actuelle, publiée en ligne dans la revue Epigénétique et Chromatinese concentre sur les effets de la consommation de cannabis par le père dans la période préconceptionnelle sous la forme de changements de méthylation persistants dans l’ensemble de l’épigénome de la progéniture.
En utilisant le séquençage du bisulfite du génome entier (WGBS), l’étude sur les rats a examiné l’exposition à l’extrait de cannabis (CE) pendant 28 jours, suivie d’un lavage de 56 jours (exposition précoce, EE); Exposition de 28 jours au CE après les 56 premiers jours de véhicule (exposition tardive, LE); et un groupe témoin. Tous ont été suivis pendant la même période. La période de 56 jours correspond à un seul cycle de spermatogenèse.
Qu’a montré l’étude ?
Exposition tardive, changements persistants
L’étude a démontré des différences dans l’étendue de la modification épigénétique via la méthylation avec le temps d’exposition, même si la direction du changement dans les deux cas était la même. Aux deux expositions, cependant, les différences moyennes de méthylation ont montré une forte corrélation.
La période de sevrage de 56 jours dans le groupe de rats EE était associée à une diminution marquée des changements de méthylation. « Cela soutient l’hypothèse selon laquelle l’arrêt de l’exposition pendant au moins un cycle spermatogène est efficace pour minimiser bon nombre des effets épigénétiques induits par l’EC dans le sperme..”
L’ampleur du changement était plus grande avec une exposition tardive par rapport à une exposition précoce, qu’il s’agisse d’hypo- ou d’hyper-méthylation. La différence moyenne de 15,5 % aux sites hypométhylés dans le groupe LE contraste avec la différence de 8,5 % aux mêmes sites dans le groupe EE. Pour les sites hyperméthylés, les différences correspondantes étaient de 14 % contre 7,5 %, respectivement.
Le groupe EE a montré des changements de méthylation dans certains gènes de l’ADN du sperme et du cerveau, par rapport aux témoins, qui n’ont pas été trouvés dans le groupe LE.
Les dommages peuvent être causés aux cellules souches spermatogoniales, qui transmettent le changement de méthylation résultant au sperme qui en est dérivé. Les spermatozoïdes dérivés de spermatogonies à un stade ultérieur de développement pourraient avoir été résorbés pendant la période de lavage, ce qui explique la découverte ci-dessus.
Cela pourrait indiquer des changements persistants ou même permanents après une exposition précoce du pool de progéniteurs auto-renouvelables de cellules souches de spermatogonies, malgré la période de lavage. La détection de schémas de méthylation fortement similaires dans le sperme et certains tissus cérébraux de la progéniture de rats exposés au CE pourrait indiquer que les changements de méthylation liés à l’exposition au CE préconceptionnel paternel peuvent être transmis de génération en génération.
Fait intéressant, la plupart des gènes affectés étaient ceux impliqués dans le développement.
Changements héréditaires
Ces changements dans la méthylation de l’ADN du sperme ont été confirmés comme étant héréditaires. Le sperme de la progéniture née de mâles exposés à l’EC (groupe LE) a montré une perte marquée de méthylation par rapport à la progéniture témoin. Avec le groupe EE, les résultats n’étaient tout simplement pas significatifs.
Les mêmes pertes de méthylation ont également été trouvées dans le Mtss1 gène dans l’hippocampe et le noyau accumbens (NAc), par rapport à la progéniture témoin, avec une hypométhylation dans 4/9 sites analysés. Ce gène contrôle les modifications de la transmission synaptique, ce qui indique l’importance de modifications même minimes de la méthylation en raison des effets extrêmement amplifiés qui en résultent sur l’expression des gènes.
Changements dépendants du sexe dans l’expression des gènes
Cependant, cela ne s’est pas traduit par un effet uniforme sur l’expression de ces gènes. Lorsqu’ils sont analysés par sexe, les descendants mâles témoins ont montré une association négative, tandis que les femelles ont montré une association positive. Chez la progéniture exposée à l’EC, les mâles ont montré une association négative positive et les femelles une association négative non significative.
Fait intéressant, les schémas inversés d’association entre le codage des gènes et les niveaux de méthylation observés entre les descendants mâles et femelles de rats mâles exposés au CE reflètent les différences physiologiques réelles dans les schémas de comportement et de cognition entre les descendants des deux sexes après une exposition paternelle au CE.
Cardiomégalie
La progéniture exposée au CE a montré une augmentation du poids du cœur dans les deux groupes, mais lorsqu’elles ont été analysées séparément, les femelles ont montré des augmentations significatives dans les deux groupes, tandis que les mâles ont montré une augmentation significative uniquement dans le groupe EE. Dans l’ensemble, l’effet n’était significatif que chez les femmes.
Quelles sont les conclusions ?
L’étude démontre des changements épigénétiques héréditaires dans la méthylation de l’ADN des spermatozoïdes chez les rats mâles exposés à l’EC. Deuxièmement, il montre que ces changements sont transmis à la progéniture, dans le sperme ainsi que dans les zones cérébrales impliquées dans le développement. Malgré une période de sevrage correspondant à un cycle de spermatogenèse, certains de ces changements ont persisté. Des recherches antérieures suggèrent que cela pourrait être dû à des changements induits par le stress dans les spermatozoïdes qui affectent leur différenciation et leur maturation.
L’étude a également montré une cardiomégalie chez les descendants mâles et femelles de rats mâles exposés au CE avant la conception.
Pris ensemble, ces résultats démontrent que l’exposition du père au cannabis avant la conception affecte les résultats intergénérationnels. À mesure que la légalisation du cannabis se développe et que la consommation augmente, il est impératif que nous améliorons la compréhension de la façon dont l’exposition d’une génération peut façonner la santé et la maladie des générations futures.”
Des recherches supplémentaires sont nécessaires dans de nombreux domaines abordés par cette étude, tels que le mécanisme de l’héritabilité, comment le placenta joue un rôle dans la transmission des effets de cette exposition paternelle à la progéniture, le mécanisme de la cardiomégalie chez la progéniture des rats exposés, et si ces descendants présentent d’autres effets neurodéveloppementaux ou comportementaux en accord avec les modifications de l’expression des gènes.
