Comment une mutation ancienne peut prédisposer les humains aux maladies cardiaques
Les humains sont les seuls mammifères à développer naturellement l'athérosclérose, un rétrécissement des artères qui peut alimenter les maladies cardiaques. Les chercheurs associent cela à la perte d'un seul gène chez nos ancêtres il y a environ 2 à 3 millions d'années.
Les maladies cardiaques sont la principale cause de décès dans le monde. Aux États-Unis, plus de 600 000 personnes meurent chaque année de cette maladie.
La maladie coronarienne est le type de maladie cardiaque le plus courant. La cause sous-jacente est l'athérosclérose, qui est un durcissement des artères qui alimentent le cœur en raison d'une accumulation de plaque.
Le Dr Ajit Varki, éminent professeur de médecine et de médecine cellulaire et moléculaire à l'Université de Californie à San Diego à La Jolla, s'intéresse depuis longtemps à la façon dont l'athérosclérose se développe chez l'homme.
Il y a plusieurs années, le Dr Varki et son équipe ont noté que si les humains sont sujets à l'athérosclérose, d'autres mammifères ne développent pas la maladie - à moins que les scientifiques ne manipulent leur régime alimentaire ou leurs gènes dans des expériences de laboratoire.
Dans un nouveau papier, apparaissant dans Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique, Le Dr Varki, avec son collaborateur Philip Gordts, professeur adjoint de médecine, signale une mutation génétique survenue il y a des millions d'années.
L'équipe décrit comment cela peut contribuer à notre prédisposition unique à développer une athérosclérose et, par extension, une maladie coronarienne.
Perte de molécule de sucre il y a 2 à 3 millions d'années
Dans un article précédent, le Dr Varki a montré que les humains - contrairement à notre proche parent le chimpanzé - n'ont pas de version fonctionnelle d'un gène appelé CMAH, qui signifie cytidine monophosphate (CMP) -N-acide acétylneuraminique (Neu5Ac) hydroxylase.
La protéine codée par le CMAH gène convertit une molécule particulière appelée N-acide acétylneuraminique (Neu5Ac) à N-acide glycolylneuraminique (Neu5Gc). Les deux molécules sont des acides sialiques, une famille de molécules de sucre qui jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus biologiques.
Les recherches du Dr Varki indiquent que les ancêtres humains ont perdu une partie de leur CMAH gène il y a environ 2 à 3 millions d'années, laissant les humains modernes incapables de fabriquer du Neu5Gc. Au lieu de cela, nos cellules dépendent principalement du Neu5Ac comme principale source d'acide sialique.
Étudier des souris que les chercheurs avaient génétiquement modifiées pour manquer Cmah, et par extension Neu5Gc, l'équipe a constaté une augmentation de 1,9 fois de l'athérosclérose par rapport à des souris normales.
«L'augmentation du risque semble être motivée par de multiples facteurs, y compris les globules blancs hyperactifs et une tendance au diabète chez les humains comme les souris», commente le Dr Varki.
Neu5Gc dans la viande rouge et l'athérosclérose
Dans une autre série d'expériences, le Dr Varki et ses collègues ont testé l'effet d'un régime riche en Neu5Gc sur le Cmah souris déficientes.
La viande rouge est une source immédiate de Neu5Gc, dont l’équipe du Dr Varki a déjà montré qu’elle causait une inflammation chronique chez leur modèle de souris.
Les chercheurs ont constaté une augmentation de 2,44 à 3,42 fois de l'athérosclérose dans le Cmah-des souris déficientes qui ont nourri un régime riche en Neu5Gc et en matières grasses, en comparaison avec un régime riche en Neu5Ac et en matières grasses ou un régime riche en matières grasses mais sans acides sialiques.
«La perte évolutive humaine du CMAH contribue probablement à la prédisposition à l'athérosclérose via de multiples mécanismes intrinsèques et extrinsèques [alimentaires]», commente le Dr Varki dans l'article.
«Dans l'ensemble, nos travaux peuvent aider à expliquer pourquoi l'athérosclérose et les complications CVD qui en résultent sont très courantes chez l'homme, et pourquoi ces événements se produisent rarement spontanément chez d'autres mammifères, en l'absence de manipulation expérimentale ou diététique.»
Dr Ajit Varki
Actualités médicales aujourd'hui a demandé au Dr Varki comment il pensait que nous pourrions réduire notre risque de développer une athérosclérose. Il a suggéré que nous «réalisions qu'en tant qu'êtres humains, nous courons le plus grand risque».
