La maladie des vomissements hivernaux est causée par le norovirus, qui est le plus virulent pendant la moitié la plus froide de l'année. L’infection disparaît au bout de quelques jours, mais la protection qu’elle procure est de courte durée, ce qui signifie qu’une même personne peut tomber malade à plusieurs reprises en peu de temps. Mais certaines personnes ne peuvent pas succomber au virus, grâce à une variante génétique particulière.
« Nous voulions retracer la propagation historique de la variante génétique », explique Hugo Zeberg, maître de conférences en génétique au département de physiologie et de pharmacologie du Karolinska Institutet et chercheur à l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive de Leipzig.
Un gène défectueux protège contre le virus
Le gène FUT2 est la cible d'une enzyme présente dans la muqueuse intestinale. L’un de ses rôles est de déposer des molécules de sucre à la surface des cellules intestinales, et c’est à travers ces molécules que le Norovirus infecte l’intestin. La variante du gène protecteur est défectueuse, de sorte que l’enzyme ne fonctionne pas – et sans les molécules de sucre, le virus est incapable de pénétrer dans les cellules.
Pour retracer la propagation de la variante, les chercheurs ont analysé l’ADN de 4 343 individus préhistoriques des 10 000 dernières années. Le gène défectueux a été introduit en Europe vers 6 000 avant notre ère par les premiers agriculteurs de ce qui est aujourd'hui la Turquie, puis s'est propagé dans la population il y a environ 8 500 à 5 000 ans. Dans les premières sociétés des premiers agriculteurs, le virus de la maladie des vomissements se propageait beaucoup plus rapidement que lorsque les humains vivaient en petits groupes.
Nos résultats suggèrent que ce type d’environnement pathologique a augmenté la fréquence de la variante génétique, car elle protège contre la maladie des vomissements hivernaux et confère au porteur l’avantage de ne pas tomber malade. »
Dr Hugo Zeberg, maître de conférences en génétique, Département de physiologie et pharmacologie, Karolinska Institutet
Constat confirmé avec « mini tripes »
En étudiant des questionnaires et du matériel génétique provenant de biobanques de 700 000 humains modernes, les chercheurs ont observé que les personnes porteuses de la variante génétique souffraient rarement de vomissements, surtout si elles avaient des copies doubles – une de chaque parent.
Pour confirmer leurs découvertes, les chercheurs ont cultivé des organoïdes intestinaux humains (ou intestins miniatures) à partir de biopsies intestinales. Ce faisant, ils ont découvert que les individus possédant deux copies de la variante génétique étaient entièrement protégés contre l’infection par le norovirus.
L'étude est publiée dans Biologie moléculaire et évolution et a été menée avec des chercheurs de l'Université de Linköping.
« Déterminer pourquoi certaines mutations apparaissent et sont sélectionnées nous permet de mieux comprendre comment elles affectent notre santé aujourd'hui », explique Johan Nordgren, auteur principal de l'étude, professeur de microbiologie médicale au Département des sciences biomédicales et cliniques de l'Université de Linköping.
L’inconvénient – calculs biliaires et ulcères d’estomac
Mais cette protection a un prix : les biobanques modernes montrent un risque élevé d’ulcères d’estomac et de calculs biliaires chez les porteurs de variantes génétiques.
« Ceux-ci sont généralement liés au stress et à un apport élevé en graisses, ce qui était probablement moins courant à l'époque néolithique », précise Hugo Zeberg.
En ce qui concerne la pertinence clinique de l'étude, le Dr Zeberg affirme que le fait de savoir que la variante génétique offre une protection complète peut être utile dans l'évaluation des risques. On estime que vingt pour cent de la population suédoise possède des copies doubles.
« Mais ce qui m'intéresse principalement, c'est la science de l'évolution », dit-il. « L'ADN préhistorique est une machine à remonter le temps qui nous permet de rejouer l'évolution et de voir comment les mutations génétiques peuvent être liées aux événements de l'environnement humain. »
L'étude a été financée par des subventions de plusieurs organismes, principalement la Fondation Knut et Alice Wallenberg, le Conseil suédois de la recherche, la Fondation suédoise du cerveau, la Société Max Planck, la Fondation NOMIS et la Groschinsky Memorial Foundation.
