Comment les expériences de l'enfance s'inscrivent dans l'ADN

Moshe Szyf est un pionnier dans le domaine de l'épigénétique, l'étude de la manière dont les êtres vivants reprogramment leur génome en réponse à des facteurs sociaux comme le stress et le manque de nourriture. Ses recherches suggèrent que des signaux biochimiques passant de la mère à sa progéniture indiquent à l'enfant dans quel type de monde il vivra, en changeant l'expression de ses gènes. « L'ADN n'est pas une simple séquence de lettres, ce n'est pas un simple script, dit Szyf. L'ADN est un film dynamique dans lequel s'écrivent nos expériences. »

Tout cela a commencé

dans un bar sombre de Madrid.

J'ai rencontré mon collègue
de McGill, Michael Meaney.

On buvait quelques bières,

et comme le font les scientifiques,

il m'a parlé de son travail.

Il m'a dit qu'il était intéressé
par la manière dont les mères rates

lèchent leurs petits après leur naissance.

Et j'étais assis là, me disant :

« C'est donc là que l'argent
de mes impôts est gâché,

(Rires)

dans cette sorte de science douce. »

Et il a commencé à me dire

que les rats, comme les humains,

lèchent leur bébé de manières différentes.

Certaines mères sont très attentionnées,

d'autres très peu

et la majorité sont au milieu.

Mais ce qui est intéressant,

c'est que quand il suit ces jeunes
lorsqu'ils deviennent adultes,

l'équivalent de plusieurs années humaines,
bien longtemps après la mort de la mère,

ce sont des animaux
complètement différents.

Les animaux qui ont été
fortement léchés et brossés,

les fortement léchés et brossés,

ne sont pas stressés.

Ils ont un comportement sexuel différent.

Ils ont une manière de vivre différente

de ceux dont la mère
n'a pas pris autant soin.

Et donc, je me demandais :

est-ce de la magie ?

Comment ça marche ?

Un généticien aimerait vous faire croire

que la mère avait peut-être
un gène de « mauvaise mère »

qui a rendu ses petits stressés

et qui a été transmis
de génération en génération,

ça serait déterminé par la génétique.

Ou est-il possible que quelque chose
d'autre se passe ?

Chez les rats, on peut tester
cette question et y répondre.

Ce que l'on a fait est une expérience
d'adoptions croisées.

Il suffit de séparer la portée,
les bébés de cette rate, à la naissance,

donnés à deux types de mères adoptives,

pas leur vraie mère,
mais des mères qui s'occuperont d'eux,

des mères attentionnées
et des mères qui le sont moins.

Et on peut faire l'inverse
avec des petits moins soignés.

Et la réponse étonnante était

que le gène reçu de la mère
n'était pas important.

Ce n'était pas la mère biologique
qui définissait le comportement des bébés,

c'était la mère qui les élèvait.

Comment cela peut-il marcher ?

Je suis un épigénéticien.

Je m'intéresse à la manière
dont les gènes sont marqués

par des agents chimiques
pendant l'embryogenèse,

lorsque nous sommes
dans le ventre de notre mère,

et qui décident quels gènes
seront exprimés

dans quel tissu.

Des gènes différents sont exprimés
dans le cerveau, le foie ou l’œil.

Et on a pensé : est-il possible

que la mère reprogramme
les gènes de sa progéniture

par son comportement ?

On y a passé dix ans

et on a découvert qu'il y a une cascade
d’événements biochimiques

par lesquels le léchage et le brossage
de la mère, son attention,

sont traduits en signaux biochimiques

qui vont dans le noyau et dans l'ADN

et le programment différemment.

Donc maintenant, l'animal
peut se préparer à la vie.

Est-ce que la vie sera dure ?

Va-t-il y avoir beaucoup de nourriture ?

Y aura-t-il beaucoup de chats
et de serpents aux alentours ?

Ou vivra-t-on
dans un quartier bourgeois

où il faut simplement
se comporter correctement

et cela permettra d'obtenir
l'acceptation sociale ?

Nous pouvons nous rendre compte
combien ce procédé peut être important

dans notre vie.

Nous héritons de notre ADN
par nos ancêtres.

Cet ADN est vieux.

Il a évolué pendant l'évolution.

Mais il ne nous dit pas
si nous allons naître à Stockholm,

où les jours sont longs en été
et courts en hiver,

ou en Équateur,

où il y a autant d'heures pour le jour
et la nuit toute l'année.

Et ça a un impact très important
sur notre physiologie.

Ce que l'on suggère est que peut-être
que ce qu'il se passe au début de la vie,

ces signaux qui viennent
de la mère disent à l'enfant

dans quel type de monde social il vivra.

Est-ce que ce sera rude
et il vaut mieux être anxieux et stressé ?

Ou est-ce que ce sera un monde facile
où il faudra être différent ?

Est-ce que ce sera un monde
avec beaucoup ou peu de lumière ?

Est-ce que ce sera un monde
avec beaucoup ou peu de nourriture ?

S'il n'y a pas de nourriture,

le cerveau doit développer
une attraction compulsive à la nourriture

ou stocker chaque repas ingéré
sous forme de graisse.

C'est bien.

L'évolution a choisi cela

pour permettre à notre vieil ADN fixe
de fonctionner dynamiquement

dans de nouveaux environnements.

Mais parfois, cela peut mal se passer.

Par exemple, si on naît
dans une famille pauvre,

les signaux seront :
« Tu devrais te goinfrer,

manger chaque morceau
de nourriture que tu croises. »

Mais, nous les humains
et notre cerveau avons évolué,

avons accéléré l'évolution.

On peut à présent acheter
un [hamburger] à McDonald pour 1 dollar.

Et donc l'entraînement
que nous avons eu de notre mère

devient inadapté.

Cette préparation qui devait
nous protéger de la faim et de la famine

va causer l'obésité,

les problèmes cardiovasculaires
et des maladies métaboliques.

Ce concept disant que les gènes
seraient marqués par notre expérience,

en particulier celle
du début de notre vie,

peut nous fournir une explication unifiée

sur la santé et la maladie.

Mais est-ce vrai seulement pour les rats ?

Le problème, c'est qu'on ne peut pas
tester cela chez les humains,

à cause de l'éthique, on ne peut rendre
une enfance éprouvante aléatoirement.

Donc, si un enfant pauvre
développe certaines propriétés,

on ne sait pas si c'est causé
par la pauvreté

ou par le fait que les gens pauvres
ont de mauvais gènes.

Les généticiens essaieront de vous dire
que les pauvres sont pauvres

parce que leurs gènes
les ont rendus pauvres.

Les épigénéticiens vous diront

que les pauvres sont dans un environnement
mauvais ou appauvri,

qui crée ce phénotype, cette propriété.

Nous avons donc observé
nos cousins, les singes.

Mon collègue Stephen Suomi
a élevé des singes

de deux manières.

Séparant aléatoirement
le singe de sa mère

et l'élevant avec une nourrice

dans des conditions
de mère de substitution.

Ces singes n'avaient pas de mère,
ils avaient une nourrice.

Et les autres singes étaient élevés
avec leur mère naturelle.

Et quand ils étaient plus vieux,
c'étaient des animaux différents.

Les singes qui avaient une mère
ne s'intéressaient pas à l'alcool,

ils n'étaient pas violents sexuellement.

Les singes sans mère
étaient agressifs, stressés

et alcooliques.

On a regardé leur ADN
après la naissance,

pour voir si la mère les marquait.

Y a-t-il une signature de la mère
dans l'ADN des enfants ?

Ce sont des singes au jour 14

et ce que vous voyez ici est la manière
moderne dont on étudie l'épigénétique.

On représente les marqueurs chimiques,
appelés marqueurs de méthylation,

sur l'ADN, à l'échelle d'un nucléotide.

On peut représenter le génome entier.

On peut comparer le singe qui
a eu une mère et celui qui n'en a pas eu.

Et en voici une présentation visuelle.

Vous voyez les gènes
qui ont été plus méthylés en rouge.

Les gènes qui ont été
moins méthylés sont verts.

Vous pouvez voir que
beaucoup de gènes changent,

Parce que ne pas avoir de mère
n'est pas un simple fait,

ça affecte l'ensemble.

Ça nous envoie des signaux sur ce à quoi
va ressembler notre monde

quand nous devenons adulte.

Et vous pouvez voir que
les deux groupes de singes

sont extrêmement bien séparés.

A partir de quel stade
cela va-t-il se développer ?

Ces singes n'ont déjà pas vu leur mère

donc ils ont eu une expérience sociale.

Peut-on sentir notre statut social
avant même de naître ?

Dans cette expérience,
on a pris des placentas de singes

de statuts sociaux différents.

Ce qui est intéressant
avec le statut social,

c'est que tous les êtres vivants
vont se structurer selon une hiérarchie.

Le singe numéro un est le chef.

Le singe numéro quatre est l'ouvrier.

Et lorsque l'on met quatre singes en cage,

il y aura toujours un chef et un ouvrier.

Et, de manière intéressante,
le singe numéro un

a une meilleure santé
que le singe numéro quatre.

Et s'ils sont mis dans une cage,

le singe numéro un
ne mangera pas beaucoup

et le singe numéro quatre mangera plus.

Ce que vous voyez ici
sur cette carte de méthylation,

c'est une séparation dès la naissance

des animaux avec un haut niveau social,

opposés aux animaux
qui n'ont pas un haut statut.

On naît donc en sachant déjà
l'information sociale

et cette information
n'est pas mauvaise ou bonne,

elle nous prépare juste à la vie,

car on doit programmer
notre biologie différemment

selon que l'on a un statut
social élevé ou non.

Mais comment peut-on
étudier ça chez les humains ?

On ne peut pas faire d'expériences,
on ne peut pas leur imposer une épreuve.

Mais Dieu fait des expériences sur nous,

ça s'appelle des catastrophes naturelles.

Une des plus dures catastrophes naturelles
dans l'histoire du Canada

a eu lieu dans ma province, le Québec.

C'est la tempête de neige de 1998.

On a perdu notre réseau électrique
entier à cause de cette tempête

quand les températures allaient,
en plein cœur de l'hiver au Québec,

de -20 à -30°C.

Et il y avait des femmes
enceintes à cette période.

Et ma collègue, Suzanne King,
a suivi les enfants de ces mères

pendant 15 ans.

Et ce qu'il s'est passé,
c'est qu'alors que le stress augmentait --

et nous avions
une mesure objective du stress :

le temps passé sans électricité,
où vous aviez passé ce temps,

si c'était dans l'appartement
de votre belle-mère

ou dans une maison bourgeoise.

Tout cela s'additionnait
en une échelle de stress social

et on s'est posé la question :

à quoi ressemblaient les enfants ?

Il est apparu qu'avec
l'augmentation du stress,

les enfants développaient plus d'autisme,

ils ont développé plus
de maladies métaboliques

et ils ont développé plus
de maladies auto-immunes.

Et on a fait une carte de la méthylation

et à nouveau, vous pouvez voir les gènes
verts devenir rouges avec le stress.

Les gènes rouges devenir verts
avec l'augmentation du stress,

un réarrangement complet
du génome en réponse au stress.

Donc si nous pouvons programmer nos gènes,

si nous ne sommes pas de simples
esclaves de l'historique de nos gènes,

mais que nous pouvons les programmer,
pouvons-nous les déprogrammer ?

Car les conséquences de l'épigénétique
peuvent être des maladies comme le cancer,

des maladies métaboliques

et des maladies mentales.

Parlons de l'addiction à la cocaïne.

L'addiction à la cocaïne
est une situation terrible,

qui peut mener à la mort,
et à la perte de vies humaines.

On se demande

si on peut reprogrammer
le cerveau dépendant

pour rendre l'animal
non dépendant à nouveau.

On a utilisé des modèles
d'addiction à la cocaïne

qui récapitulent
ce qu'il se passe chez les humains.

Chez les humains, vous êtes au lycée,

des amis vous proposent
de la cocaïne,

vous prenez de la cocaïne,
rien ne se passe.

Des mois passent, quelque chose
vous rappelle la première fois,

un dealer vous donne de la cocaïne

et vous devenez accro
et votre vie a changé.

Avec les rats, on fait la même chose.

Mon collègue, Gal Yadid,

entraîne les animaux
à s'habituer à la cocaïne,

puis pendant un mois, plus de cocaïne.

On leur rappelle alors la première fois
qu'ils ont vu de la cocaïne

par un signal, les couleurs de la cage
quand ils ont vu de la cocaïne,

et ils deviennent fous.

Ils appuieront sur le bouton
pour avoir de la cocaïne

jusqu'à en mourir.

On a déduit que la différence
entre ces animaux

est que pendant la période
où rien ne se passe,

où il n'y a pas de cocaïne,

leur épigénome est réarrangé.

Leurs gènes sont marqués différemment

et quand le signal a lieu,
leur génome est prêt

à développer le phénotype dépendant.

On a donné à ces animaux des médicaments
qui augmentent la méthylation de leur ADN,

c'étaient les marqueurs
épigénétiques à observer,

ou diminuent les marqueurs épigénétiques.

Et on a trouvé qu'en augmentant
la méthylation,

ces animaux deviennent encore plus fous.

Ils deviennent encore
plus accros à la cocaïne.

Mais si on diminue
la méthylation de l'ADN,

l'animal n'est plus dépendant.

On l'a reprogrammé.

Et la différence fondamentale entre
les médicaments épigénétiques

et les autres,

c'est qu'avec les médicaments
épigénétiques,

on supprime les signes de l'expérience

et une fois supprimés,

ils ne reviendront pas
à moins d'en refaire l'expérience.

L'animal est à présent reprogrammé.

Quand on s'intéresse aux animaux
30 ou 60 jours plus tard,

ce qui représente
plusieurs années de vie humaine,

ils n'étaient toujours pas accros,
grâce à un seul traitement épigénétique.

Qu'a-t-on appris sur l'ADN ?

L'ADN n'est pas seulement
une séquence de lettres,

ce n'est pas qu'un script.

L'ADN est un film dynamique.

Nos expériences s'intègrent
à ce film, qui est interactif.

C'est comme regarder le film
de votre vie, par l'ADN,

avec une télécommande.

Vous pouvez enlever ou ajouter un acteur.

Malgré la nature déterministe
de la génétique,

nous avons le contrôle
sur l'aspect de nos gènes

et c'est un message très optimiste,

du fait de la capacité à regarder
certaines maladies mortelles

comme le cancer ou les maladies mentales,

avec cette nouvelle approche,

de les regarder comme
de mauvaises adaptations.

Et si on peut intervenir épigénétiquement,

inverser le film en retirant un acteur

et en mettant en place
une nouvelle histoire.

Ce que je vous ai dit aujourd'hui,

c'est que notre ADN
est la combinaison de deux composés,

de deux niveaux d'informations.

Un niveau d'informations est vieux,

il a évolué depuis des millions
d'années d'évolution,

il est fixe et très dur à modifier.

L'autre niveau d'informations
est le niveau épigénétique,

qui est ouvert et dynamique

et met en place une histoire
qui est interactive,

qui nous permet de contrôler,
de manière plus large, notre destin,

d'aider le destin de nos enfants

et avec un peu de chance
de vaincre la maladie

et les défis de santé majeurs

qui ont rongé l'espèce humaine
depuis longtemps.

Même si nous sommes déterminés

par nos gènes,

nous avons un degré de liberté

qui peut transformer notre vie
en une vie de responsabilité.

Merci.

(Applaudissements)