Quand un seul jumeau contracte une maladie

Des jumeaux identiques partagent le même ensemble de gènes, tels que ceux pour les cils épais ou le nez pointu, ainsi que les gènes qui augmentent le risque de maladie. Mais parfois, la polyarthrite rhumatoïde, le cancer ou une autre maladie frappe un jumeau et pas l'autre. Qu'est-ce qui conduit à des rebondissements si capricieux du destin ?

Des études d'expression génique de jumeaux identiques pourraient aider à expliquer pourquoi, dans certains cas, un seul d'entre eux contracte une maladie. (Crédit : istockphoto.com/rbouwman)

De nouvelles recherches comparant l'expression des gènes chez des paires de jumeaux identiques dans lesquels un seul jumeau est atteint d'une maladie tentent de répondre à cette question, en examinant comment l'environnement ou d'autres facteurs interagissent avec les gènes pour augmenter le risque de maladie.

Une de ces études, publiée ce mois-ci dans la revue Arthrite et rhumatisme , a identifié trois nouveaux gènes impliqués dans la polyarthrite rhumatoïde. Il pourrait éventuellement faire la lumière sur les facteurs qui déclenchent la maladie chez les individus génétiquement prédisposés.

De nombreuses maladies sont causées par une combinaison de facteurs environnementaux et génétiques. Dans la polyarthrite rhumatoïde, par exemple, un allergène ou un virus peut déclencher chez une personne génétiquement prédisposée l'expression de gènes qui provoquent une inflammation et d'autres problèmes, selon Eric Matteson , rhumatologue à la Mayo Clinic à Rochester, NY.

Des jumeaux identiques offrent un cadre idéal pour étudier cette interaction complexe. Bien qu'ils partagent les mêmes gènes, ils diffèrent parfois dans la façon dont ces gènes sont exprimés. Dans une étude récente, des scientifiques de l'Université du Michigan ont étudié 11 paires de jumeaux dont un membre souffrait de polyarthrite rhumatoïde, une maladie auto-immune qui détruit le tissu qui tapisse les articulations. Les experts disent que la génétique représente environ 60 pour cent des cas de la maladie, tandis que d'autres facteurs, tels que les infections ou l'exposition à des toxines, sont responsables des 40 pour cent restants. Et les deux membres d'une paire de jumeaux identiques n'ont généralement pas la maladie ; si un jumeau l'a, l'autre l'aura environ 15 pour cent du temps. C'est une indication forte qu'au-delà des gènes, quelque chose d'autre doit se produire, dit Joseph Holoshitz, un rhumatologue à la faculté de médecine de l'Université du Michigan à Ann Arbor, qui a dirigé l'étude. Qu'est-ce que c'est, nous ne le savons toujours pas.

Holoshitz et son équipe ont analysé les modèles d'expression des gènes dans chaque duo, à la recherche de gènes sous-exprimés ou surexprimés chez les personnes atteintes de la maladie. Ils ont trouvé trois candidats non identifiés auparavant qui étaient fortement exprimés dans les articulations du jumeau affecté. Un gène code pour une enzyme censée neutraliser le cortisol, un composé anti-inflammatoire. (On sait depuis longtemps que les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde sont déficients en cortisol.) Un autre gène code pour une protéine qui facilite la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, ce qui fait partie du processus inflammatoire de la maladie. Le troisième gène serait impliqué dans la digestion des protéines et pourrait contribuer à la destruction des tissus au niveau de l'articulation.

Les chercheurs ne savent pas encore ce qui déclenche ces différences dans l'expression des gènes. Mais les changements épigénétiques – des facteurs non génétiques qui modifient la façon dont l'ADN est emballé ou étiqueté – sont probablement en cause. Il se pourrait qu'à un certain moment de sa vie, le jumeau atteint de la maladie ait subi des modifications épigénétiques de certains gènes qui ne se sont pas produites chez le jumeau en bonne santé, explique Holoshitz. Les changements épigénétiques peuvent se produire de manière aléatoire ou à cause d'influences environnementales.

Plusieurs experts disent que les résultats sont passionnants, mais préliminaires. Il sera important d'essayer d'étudier ces gènes plus en détail et dans d'autres populations, d'essayer de confirmer et de comprendre comment ils jouent un rôle dans la maladie, explique Lindsey Criswell, une scientifique qui étudie l'arthrite à l'Université de Californie à San Francisco. Elle ajoute que parce que les chercheurs ont étudié des sujets qui ont déjà développé la maladie, il n'est pas clair si les modèles d'expression anormaux étaient une conséquence de la maladie ou ont réellement conduit à son apparition. L'étude des patients diagnostiqués dans les premiers stades de la polyarthrite rhumatoïde pourrait aider à démêler cela, dit-elle.

Des études plus importantes sont déjà en cours. Frédéric Miller , chef de la Environmental Autoimmunity Group de l'Institut national des sciences de la santé environnementale de Bethesda, dans le Maryland, dirige une étude sur des jumeaux et des frères et sœurs atteints de polyarthrite rhumatoïde, de lupus et de sclérodermie afin de déterminer les expositions environnementales spécifiques et les facteurs génétiques qui contribuent à ces maladies. Son équipe examinera certains des gènes mis en évidence dans l'étude du Michigan. Une fois qu'ils auront identifié les déclencheurs environnementaux spécifiques des maladies, ils essaieront de trouver un lien entre les deux.

Miller dit que l'étude du Michigan est la preuve que cette approche peut identifier de nouvelles protéines et de nouveaux gènes impliqués dans les processus pathologiques. Il ajoute que l'étude était unique parce que les scientifiques ont pu trouver 11 paires de jumeaux appropriés - une tâche difficile pour une maladie relativement rare. Une poignée de ces études basées sur des jumeaux ont été menées dans l'autisme, la sclérose en plaques et d'autres maladies, mais la plupart d'entre elles se sont concentrées sur moins de paires.

Holoshitz prévoit également d'autres expériences. Il veut déterminer, entre autres, si le blocage des gènes coupables peut aider à ralentir la douleur et l'inflammation de l'arthrite.

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