Une étude menée par des scientifiques biomédicaux de l'Université de Californie à Riverside a montré pour la première fois que l'exposition d'un père aux microplastiques (MP) peut déclencher des dysfonctionnements métaboliques chez sa progéniture. La recherche, menée à l’aide de modèles murins, met en évidence une voie jusqu’alors inconnue par laquelle les polluants environnementaux ont un impact sur la santé des générations futures.
Alors que des MP ont déjà été détectées dans le système reproducteur humain, l'étude, publiée dans le Journal de la Société endocrinienneest le premier à combler le fossé entre l'exposition paternelle aux députés et la santé à long terme de la prochaine génération (la « progéniture F1 »).
Les MP sont de minuscules particules de plastique (moins de 5 millimètres) résultant de la dégradation des produits de consommation et des déchets industriels. Les troubles métaboliques font référence à un ensemble de conditions – notamment une augmentation de la pression artérielle, une glycémie élevée et un excès de graisse corporelle – qui augmentent le risque de maladie cardiaque et de diabète.
Pour provoquer des troubles métaboliques chez les descendants F1, les chercheurs leur ont donné un régime riche en graisses. Cette approche permet de révéler les effets de l’exposition paternelle qui pourraient autrement rester légers ou cachés dans des conditions alimentaires normales. Le régime riche en graisses imite les habitudes alimentaires malsaines courantes, telles que le régime alimentaire occidental, et amplifie les risques métaboliques. Étant donné que les pères eux-mêmes suivaient un régime alimentaire régulier, l’obésité observée chez les descendants F1 est induite par le régime alimentaire.
L’équipe de recherche a découvert que les descendants femelles de souris mâles exposées aux MP étaient significativement plus sensibles aux troubles métaboliques que les descendants de pères non exposés, bien que tous les descendants soient nourris avec le même régime riche en graisses.
« Les raisons exactes de cet effet spécifique au sexe ne sont pas encore claires », a déclaré Changcheng Zhou, professeur de sciences biomédicales à l'École de médecine UCR et auteur principal de l'étude. « Dans notre étude, la progéniture féminine a développé des phénotypes diabétiques. Nous avons observé une régulation positive des gènes pro-inflammatoires et prodiabétiques dans leur foie – des gènes précédemment liés au diabète. Ces changements n'ont pas été observés chez la progéniture mâle. »
L’équipe de recherche a découvert que même si les descendants mâles ne développaient pas de diabète, ils présentaient une diminution légère mais significative de leur masse grasse. La progéniture féminine a présenté une diminution de la masse musculaire parallèlement à une augmentation du diabète.
Pour comprendre comment le trait a été transmis, les chercheurs ont utilisé une technologie de séquençage spécialisée appelée PANDORA-seq, développée à l'UCR. Ils ont découvert que l’exposition aux MP modifie la « cargaison » du sperme, affectant les petites molécules qui régulent la manière dont les gènes sont activés et désactivés.
Plus précisément, l'exposition au MP a modifié de manière significative le profil des petits ARN du sperme, y compris les petits ARN dérivés de l'ARNt (ARNt) et les petits ARN dérivés de l'ARNr (ARNrs) – types de petits ARN non codants. Contrairement à l'ADN, qui fournit le « modèle » de la vie, ces molécules d'ARN peuvent agir comme des « gradateurs » pour les gènes, contrôlant la quantité ou la quantité d'expression d'un gène au cours du développement.
« À notre connaissance, notre étude est la première à montrer que l'exposition paternelle aux microplastiques peut affecter les petits profils d'ARN non codants des spermatozoïdes et induire des troubles métaboliques chez la progéniture », a déclaré Zhou.
Zhou a souligné que l'étude suggère que l'impact de la pollution plastique ne se limite pas à l'individu exposé ; cela peut laisser une empreinte biologique qui prédispose les enfants aux maladies chroniques.
« Notre découverte ouvre une nouvelle frontière en matière de santé environnementale, en mettant l'accent sur la manière dont l'environnement des deux parents contribue à la santé de leurs enfants », a-t-il déclaré. « Ces résultats d'une étude sur des souris ont probablement des implications pour les humains. Les hommes qui envisagent d'avoir des enfants devraient envisager de réduire leur exposition à des substances nocives comme les microplastiques pour protéger à la fois leur santé et celle de leurs futurs enfants. »
L’équipe de recherche espère que les résultats guideront les futures recherches sur la manière dont les MP et les nanoplastiques encore plus petits affectent le développement humain.
« Nos futures études examineront probablement si l'exposition maternelle produit des risques similaires et comment ces changements métaboliques pourraient être atténués », a déclaré Zhou.
Zhou a été rejoint dans l'étude par Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang et Sihem Cheloufi de l'UCR ; Xudong Zhang et Qi Chen de la faculté de médecine de l'Université de l'Utah ; et Tong Zhou à l'Université du Nevada, Reno School of Medicine.
L'étude a été partiellement financée par des subventions des National Institutes of Health.
