Mutations, patrimoine génétique et santé

Maladies génétiques, maladies familiales

• L'apparition de maladies est un phénomène dit multifactoriel.
• Le phénotype d'un individu dépend de son génotype.
• Les gènes sont présents dans toutes les cellules de l'organisme :
• dans les cellules somatiques ;
• mais aussi dans les cellules germinales.
• Seul le patrimoine génétique des cellules germinales est transmis à la descendance.
• Les gènes existent sous plusieurs versions que l'on appelle allèles.
• Nous pouvons avoir au maximum deux versions d’un même gène : généralement une de ces versions sera exprimée par la cellule.
• On parle d'allèle dominant ou récessif ou de codominance.
• Les mutations peuvent conférer un avantage sélectif en contribuant à la diversification et sont à l’origine de l’apparition des différentes allèles.
• Des parents homozygotes portent chacun la même version de l’allèle ($A/A$ ou $a/a$).
• Des parents hétérozygotes sont chacun porteur d’une version différente de l’allèle ($A/a$ ou $a/A$).
• Lors de la formation des gamètes par la méiose :
• il va y avoir séparation des chromosomes au hasard ;
• puis réassociation au hasard des allèles lors de la fécondation.
• La mucoviscidose est une maladie génétique due à une altération du gène CFTR, portée par un allèle récessif.
• Dans le cas de la mucosviscidose :
• des individus homozygotes $A/A$ sont sains ;
• des individus homozygotes $a/a$ sont atteints par la maladie.
• des individus hétérozygotes $A/a$ sont porteurs sains ;
• Les allèles récessifs, même s’ils ne s'expriment pas, peuvent être transmis à la descendance.

Prédispositions génétiques et environnement

• L’organisme et son métabolisme sont au croisement des interactions entre gènes et environnement.
• Un facteur environnemental va augmenter la probabilité de développer une maladie chez les individus porteurs de gènes de prédisposition.
• Le diabète de type 2 est une maladie multifactorielle et elle est souvent associée à une glycémie importante.
• La glycémie est régulée par deux hormones : le glucagon et l'insuline, et fait intervenir le foie et le pancréas.
• Pour que la glycémie reste la plus proche de $1\ \text{g}\cdot\text{L}$, le système de régulation hormonale varie en fonction des apports en glucose dans l'organisme.
• Après un repas, les nutriments digérés passent dans le sang et sont transportés jusqu’au foie.
• Le foie stocke le glucose sous forme de glycogène.
• Le pancréas produit le glucagon et l'insuline pour réguler le stockage du glucose en glycogène :
• lors d'un repas, l'insuline est sécrétée pour induire le stockage du glucose dans le foie sous forme de glycogène ;
• lorsqu'on est à jeun, le pancréas va sécréter du glucagon qui va induire l'hydrolyse du glycogène, et la libération de glucose dans le sang.
• Le diabète de type 2 est dû à des facteurs génétiques qui vont induire une perte de sensibilité des cellules à l'insuline, cela va conduire à une régulation altérée de la glycémie.
• La seule génétique n’est pas responsable du diabète de type 2, elle est causée par un couplage de conditions environnementales et d'une susceptibilité génétique.

La thérapie génique

• De nombreuses maladies humaines dépendent d’un allèle muté.
• La thérapie génique consiste à insérer une copie de l’allèle sain dans les cellules « malades » à partir d’un vecteur, le plus souvent un virus modifié.
• Voici les principales étapes de la thérapie génique :
• des cellules mères sont prélevées dans la moelle osseuse du patient et cultivées ex vivo ;
• en parallèle, un allèle sain est introduit dans un rétrovirus qui conserve sa capacité naturelle à introduire de l’ADN ;
• on met ensuite en culture le rétrovirus avec les cellules souches prélevées afin que l’allèle sain s'intègre au génome des cellules du patient ;
• on laisse les cellules se multiplier ;
• seules les cellules qui ont intégré le gène sain sont sélectionnées et sont ensuite réinjectées au patient.