Ayant montré que l’alimentation peut influencer l’expression des gènes, la science commence à en savoir plus sur la façon dont cela se produit. Selon un article récemment publié dans Toxicologie alimentaire et chimiqueun régime alimentaire supplémenté ou déficient en méthionine, un acide aminé essentiel abondant dans les œufs, la viande et les fruits de mer, affecte l’expression des gènes associés au métabolisme des graisses des cellules hépatiques et des gènes qui modifient la chromatine, les fibres enroulées constituées d’ADN et de protéines qui forment chromosomes dans les cellules.
L’étude a étudié comment la méthionine influence la méthylation de l’ADN, un processus biochimique impliquant l’ajout d’un radical méthyle à la molécule d’ADN. Il s’agit d’un changement épigénétique, c’est-à-dire d’une altération du profil d’expression des gènes qui définissent les caractéristiques d’un individu (phénotype). Les changements épigénétiques peuvent se répéter dans la division cellulaire et être transmis aux descendants, bien qu’ils ne soient pas les mêmes que les altérations de la séquence d’ADN (génotype). Les liens entre la méthylation et la maladie sont actuellement largement étudiés par les scientifiques.
Pour étudier les mécanismes épigénétiques impliqués dans les altérations des cellules hépatiques, les chercheurs ont nourri des souris avec un régime déficient en méthionine ou supplémenté en méthionine, puis ont extrait des cellules de leur foie pour une analyse moléculaire.
Cette étude, la quatrième publiée par le groupe de recherche en nutrigénomique de l’école des sciences pharmaceutiques Ribeirão Preto de l’Université de São Paulo (FCFRP-USP) au Brésil, est basée sur des données générées lors de la recherche doctorale d’Alexandre Ferro Aissa, qui a été soutenue par la FAPESP. via une bourse doctorale et une bourse pour un stage de recherche à l’étranger.
L’étude a également impliqué une collaboration avec une équipe dirigée par Igor Pogribny, chercheur au National Center for Toxicological Research, une branche de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Pogribny a été le pionnier de la recherche sur la méthylation et le rôle de la méthionine, en se concentrant sur la stéatose hépatique (stéatose hépatique non alcoolique), actuellement considérée comme une épidémie. Pogribny lui-même a suggéré à Aissa d’étudier l’action de la méthionine sur les cellules du foie.
Des études antérieures du groupe FCFRP-USP, comme celle rapportée en 2014 dans Nutrition moléculaire et recherche alimentaire, ont montré qu’une carence alimentaire en méthionine et une supplémentation alimentaire peuvent provoquer des anomalies moléculaires associées à la stéatose hépatique, notamment une altération de l’expression des gènes entraînant une accumulation de lipides dans le foie. Les chercheurs y ont découvert que la graisse s’accumulait dans les cellules du foie uniquement lorsqu’il y avait une carence en méthionine, entraînant une prédisposition à la cirrhose, au cancer et à d’autres maladies. « Mais nous ne savions pas encore comment cela se passait », a déclaré Aissa à l’Agência FAPESP.
Les résultats contribuent à une meilleure compréhension de l’action des composés présents dans l’alimentation sur la régulation des gènes, notamment l’impact de l’alimentation sur les microARN (ou miARN, petites molécules d’ARN qui ne donnent pas naissance à des protéines mais régulent le fonctionnement des gènes).
Nous avons observé que les régimes avec des niveaux inadéquats de méthionine, en particulier ceux déficients en acides aminés, peuvent provoquer une dérégulation de plusieurs microARN qui jouent un rôle important dans l’homéostasie du foie. »
Lusânia Maria Greggi Antunes, auteur correspondant de l’article et coordinatrice du groupe Nutrigénomique au FCFRP-USP
« Nos analyses ont détecté un grand nombre de gènes qui pourraient être ciblés par ces microARN liés à l’homéostasie du foie, notamment miR-190b-5p, miR-130b-3p, miR-376c-3p, miR-411-5p, miR-29c- 3p, miR-295-3p et miR-467d-5p, avec un régime déficient en méthionine ayant l’effet le plus substantiel », a déclaré Aissa.
Pour Antunes, « La contribution spécifique de cette étude est une liste de certains des biomarqueurs associés à une altération tissulaire, tels que les gènes avec un schéma de méthylation altéré et les microARN liés à ce processus. Tout cela peut être utilisé pour améliorer le diagnostic et pronostic. »
Le groupe a encore une grande quantité de données à analyser. La dernière étude, par exemple, a impliqué des souris femelles dans leur période de reproduction, de sorte qu’il sera possible d’analyser les effets d’une carence en méthionine et d’une supplémentation sur leurs descendants. Ils disposent également de données sur le métabolisme de la méthionine et son influence sur le développement des maladies cardiaques, y compris les mécanismes épigénétiques.