Les faibles niveaux d’oxygène dans le sang de l’apnée obstructive du sommeil provoquent des changements généralisés dans l’activité des gènes tout au long de la journée, selon une nouvelle étude publiée dans la revue en libre accès PLOS Biology par David Smith du Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, aux États-Unis, et ses collègues. La découverte peut conduire à des outils pour un diagnostic plus précoce et le suivi du trouble.
L’apnée obstructive du sommeil (AOS) survient lorsque les voies respiratoires sont bloquées (généralement par des tissus mous, associées à des ronflements et à une respiration interrompue pendant la nuit), entraînant une hypoxie intermittente (faible taux d’oxygène dans le sang) et un sommeil perturbé. Elle touche plus d’un milliard de personnes dans le monde et coûte 150 milliards de dollars par an en frais médicaux directs aux États-Unis seulement. Le SAOS augmente le risque de complications cardiovasculaires, respiratoires, métaboliques et neurologiques.
L’activité de nombreux gènes varie naturellement tout au long de la journée, en partie en réponse à l’activité des gènes de l’horloge circadienne, dont les oscillations régulières entraînent une variation circadienne dans jusqu’à la moitié du génome. L’activité des gènes varie également en réponse à des facteurs externes, y compris la diminution des niveaux d’oxygène, ce qui provoque la production de « facteurs inductibles par l’hypoxie », qui influencent l’activité de nombreux gènes, y compris les gènes de l’horloge. Pour mieux comprendre comment l’OSA peut affecter l’activité des gènes tout au long de la journée, les auteurs ont exposé des souris à des conditions hypoxiques intermittentes et ont examiné la transcription du génome entier dans six tissus ; poumon, foie, rein, muscle, cœur et cervelet ; durant la journée. Les auteurs ont ensuite évalué la variation du rythme circadien de l’expression des gènes dans ces mêmes tissus.
Les changements les plus importants ont été observés dans les poumons, où l’hypoxie intermittente a affecté la transcription de près de 16 % de tous les gènes, dont la plupart étaient régulés à la hausse. Un peu moins de 5 % des gènes ont été affectés dans le cœur, le foie et le cervelet. Le sous-ensemble de gènes qui présentent normalement une rythmicité circadienne était encore plus fortement affecté par l’hypoxie intermittente, avec des changements significatifs observés dans 74 % de ces gènes dans les poumons et 66,9 % de ces gènes dans le cœur. Parmi les gènes affectés dans chaque tissu figuraient des gènes d’horloge connus, un effet qui a probablement contribué aux changements importants de l’activité circadienne d’autres gènes observés dans ces tissus.
« Nos découvertes fournissent un nouvel aperçu des mécanismes physiopathologiques qui pourraient être associés à des lésions des organes cibles chez les patients exposés de manière chronique à l’hypoxie intermittente », a déclaré Smith, « et peuvent être utiles pour identifier des cibles pour de futures études mécanistes évaluant des approches diagnostiques ou thérapeutiques ; » par exemple, grâce à un test sanguin traquant l’un des produits géniques dérégulés pour détecter le SAOS précoce.
Notre étude utilisant un modèle animal d’apnée obstructive du sommeil dévoile des variations temporelles et spécifiques aux tissus du transcriptome du génome entier et des voies caractéristiques associées. Ces découvertes uniques révèlent des changements biologiques précoces liés à ce trouble, se produisant dans plusieurs systèmes d’organes. »
Bala SC Koritala, Centre médical de l’hôpital pour enfants de Cincinnati, États-Unis
