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.