Génome humain: des progrès fulgurants
Même si le génome humain est cartographié et séquencé depuis 2003, il est loin d'avoir été décrypté. En fait, ce que découvrent aujourd'hui les scientifiques est beaucoup plus intéressant. La mise au jour de nouveaux gènes prédisposant à des pathologies aussi complexes que le diabète, les maladies cardiovasculaires et inflammatoires, voire le cancer, s'est multipliée de façon exponentielle depuis 2005. Et les outils qui autorisent ces découvertes déterminantes pour la médecine ont fait un bond technologique immense au cours de la dernière année. Ce qui fait dire à l'un des organisateurs de la rencontre annuelle d'HUGO, qui débutait hier à Montréal, que ce que l'«on annonçait il y a cinq ans apparaît aujourd'hui comme des informations préhistoriques!».
Née en 1989, la Human Genome Organisation (HUGO) a commencé la cartographie du génome humain en 1991. Elle a livré une carte sommaire en 2001 et une plus complète des trois milliards de lettres — chacune correspondant à un nucléotide, l'unité chimique élémentaire de l'ADN — en 2003. «Il ne s'agissait pas de la séquence génomique de chacun d'entre nous, mais d'une séquence de référence dont les différentes sections ont été identifiées à partir de l'ADN de diverses personnes», souligne Tom Hudson, coorganisateur de la rencontre montréalaise d'HUGO. «Reste maintenant à identifier les variations génétiques présentes au sein du génome de chaque humain» et qui font la particularité de chacun d'eux. Ces variations peuvent parfois être des mutations qui nous prédisposent au cancer, au diabète, à l'hypertension, à la maladie de Crohn, à la sclérose en plaques ou à une maladie cardiovasculaire.
«Le dépistage de ces facteurs de risque génétiques servira à prévenir l'apparition de la maladie ou, du moins, à entamer un traitement plus promptement», fait remarquer M. Hudson. Par exemple, en sachant qu'une personne est porteuse d'un important gène de prédisposition au cancer du côlon, on pourra l'inviter à passer une coloscopie plus tôt qu'on ne le recommande normalement.
Au cours des cinq dernières années, l'étude du génome humain a aussi permis d'identifier des milliers de nouveaux biomarqueurs, ces molécules circulant dans le sang qui témoignent de la présence d'un cancer, d'une maladie cardiaque, ou d'un diabète par exemple. Ces biomarqueurs, dont le plus connu est l'antigène spécifique de la prostate (PSA), aident à détecter précocement une pathologie et ainsi à réduire les ravages qu'elle aurait pu entraîner.
Pour débusquer ces variations génétiques présentes entre les humains et découvrir leur rôle, il faut donc analyser le génome de milliers de personnes. Temps et argent limitaient jusqu'à récemment ce chantier colossal. Mais une firme de San Diego en Californie a mis au point au cours de la dernière année des outils d'analyse génomique d'une performance dépassant toute attente. La nouvelle technologie d'Illumina Inc. centuple la vitesse de séquençage, tout en réduisant d'autant les coûts. «Il y a un an, alors qu'on programmait la conférence actuelle, il en coûtait 10 millions de dollars pour séquencer le génome d'un être humain. Cela freinait énormément l'accessibilité de ces informations pourtant cruciales aux patients», a rappelé David Bentley, chercheur chez Illumina Inc. «Aujourd'hui, on peut déchiffrer le génome d'un humain pour 100 000 $.»
La puissance de ces nouveaux séquenceurs a donc accéléré de façon fulgurante la découverte des mutations responsables de diverses maladies. Depuis janvier dernier, l'existence de cinq nouveaux gènes associés au diabète adulte a été dévoilée. «Et la présence de ces gènes a été confirmée chez des dizaines de milliers de personnes», a précisé Tom Hudson. Il y a deux semaines, on annonçait dans Science la découverte de deux nouveaux gènes liés aux maladies cardiovasculaires. Cette semaine, on révélera l'implication de nombreux gènes jusque-là méconnus dans la maladie de Crohn et le diabète juvénile de type 1.
L'analyse du génome humain permet aussi de personnaliser le traitement pharmacologique à prescrire aux patients. «Nous avons identifié dans le génome humain 200 gènes synthétisant des enzymes qui sont responsables du métabolisme des médicaments. On cherche maintenant les diverses versions de ces gènes et les réponses que chacune d'elles induit», explique Tom Hudson qui donne en exemple l'anticoagulant coumadin que certaines personnes n'arrivent pas à métaboliser. Les doses prescrites traditionnellement peuvent se révéler toxiques pour ces personnes et menacer leur vie. Or un test génétique qui permet de révéler si un patient est porteur de la version du gène qui induit cette incapacité à éliminer le coumadin est actuellement utilisé dans certains pays.
Il existe aussi un test génétique précisant la tolérance d'un enfant à certaines formes de chimiothérapie qui peuvent être extrêmement toxiques, voire mortelles chez quelques patients dotés d'une version génétique particulière.
On sait aussi que les statines, ces médicaments anticholestérolémiants, ne sont efficaces que chez un quart des patients. Elles exercent un effet modéré chez 50 % des malades tandis qu'elles sont absolument sans effet chez l'autre quart de personnes sous médication. «La génétique nous aidera à prédire la réponse de chaque patient à ce médicament, et le test génétique qui en découlera devrait coûter beaucoup moins cher que la prise inutile du médicament», a indiqué le professeur Tom Hudson.
Il n'est donc pas si lointain le temps où l'on pourra séquencer le génome complet d'un patient pour y identifier les gènes qui le prédisposent à certaines maladies et ceux qui prédisent sa réaction aux médicaments.
Les aspects éthiques et sociaux que soulèvent de telles découvertes seront également abordés dans le cadre de la rencontre HUGO. On analysera l'étendue du consentement qu'accordent les participants aux études génétiques. On soulignera les implications que pourront avoir sur les stratégies de santé publique des informations génétiques révélant le niveau de susceptibilité génétique des citoyens aux infections. On s'interrogera aussi sur les conséquences financières qu'aura la découverte de nouveaux traitements découlant de la génétique sur les systèmes de santé publics et sur les moyens (licence rattachée à un brevet) que l'on pourra déployer pour en assurer l'accessibilité.
Née en 1989, la Human Genome Organisation (HUGO) a commencé la cartographie du génome humain en 1991. Elle a livré une carte sommaire en 2001 et une plus complète des trois milliards de lettres — chacune correspondant à un nucléotide, l'unité chimique élémentaire de l'ADN — en 2003. «Il ne s'agissait pas de la séquence génomique de chacun d'entre nous, mais d'une séquence de référence dont les différentes sections ont été identifiées à partir de l'ADN de diverses personnes», souligne Tom Hudson, coorganisateur de la rencontre montréalaise d'HUGO. «Reste maintenant à identifier les variations génétiques présentes au sein du génome de chaque humain» et qui font la particularité de chacun d'eux. Ces variations peuvent parfois être des mutations qui nous prédisposent au cancer, au diabète, à l'hypertension, à la maladie de Crohn, à la sclérose en plaques ou à une maladie cardiovasculaire.
«Le dépistage de ces facteurs de risque génétiques servira à prévenir l'apparition de la maladie ou, du moins, à entamer un traitement plus promptement», fait remarquer M. Hudson. Par exemple, en sachant qu'une personne est porteuse d'un important gène de prédisposition au cancer du côlon, on pourra l'inviter à passer une coloscopie plus tôt qu'on ne le recommande normalement.
Au cours des cinq dernières années, l'étude du génome humain a aussi permis d'identifier des milliers de nouveaux biomarqueurs, ces molécules circulant dans le sang qui témoignent de la présence d'un cancer, d'une maladie cardiaque, ou d'un diabète par exemple. Ces biomarqueurs, dont le plus connu est l'antigène spécifique de la prostate (PSA), aident à détecter précocement une pathologie et ainsi à réduire les ravages qu'elle aurait pu entraîner.
Pour débusquer ces variations génétiques présentes entre les humains et découvrir leur rôle, il faut donc analyser le génome de milliers de personnes. Temps et argent limitaient jusqu'à récemment ce chantier colossal. Mais une firme de San Diego en Californie a mis au point au cours de la dernière année des outils d'analyse génomique d'une performance dépassant toute attente. La nouvelle technologie d'Illumina Inc. centuple la vitesse de séquençage, tout en réduisant d'autant les coûts. «Il y a un an, alors qu'on programmait la conférence actuelle, il en coûtait 10 millions de dollars pour séquencer le génome d'un être humain. Cela freinait énormément l'accessibilité de ces informations pourtant cruciales aux patients», a rappelé David Bentley, chercheur chez Illumina Inc. «Aujourd'hui, on peut déchiffrer le génome d'un humain pour 100 000 $.»
La puissance de ces nouveaux séquenceurs a donc accéléré de façon fulgurante la découverte des mutations responsables de diverses maladies. Depuis janvier dernier, l'existence de cinq nouveaux gènes associés au diabète adulte a été dévoilée. «Et la présence de ces gènes a été confirmée chez des dizaines de milliers de personnes», a précisé Tom Hudson. Il y a deux semaines, on annonçait dans Science la découverte de deux nouveaux gènes liés aux maladies cardiovasculaires. Cette semaine, on révélera l'implication de nombreux gènes jusque-là méconnus dans la maladie de Crohn et le diabète juvénile de type 1.
L'analyse du génome humain permet aussi de personnaliser le traitement pharmacologique à prescrire aux patients. «Nous avons identifié dans le génome humain 200 gènes synthétisant des enzymes qui sont responsables du métabolisme des médicaments. On cherche maintenant les diverses versions de ces gènes et les réponses que chacune d'elles induit», explique Tom Hudson qui donne en exemple l'anticoagulant coumadin que certaines personnes n'arrivent pas à métaboliser. Les doses prescrites traditionnellement peuvent se révéler toxiques pour ces personnes et menacer leur vie. Or un test génétique qui permet de révéler si un patient est porteur de la version du gène qui induit cette incapacité à éliminer le coumadin est actuellement utilisé dans certains pays.
Il existe aussi un test génétique précisant la tolérance d'un enfant à certaines formes de chimiothérapie qui peuvent être extrêmement toxiques, voire mortelles chez quelques patients dotés d'une version génétique particulière.
On sait aussi que les statines, ces médicaments anticholestérolémiants, ne sont efficaces que chez un quart des patients. Elles exercent un effet modéré chez 50 % des malades tandis qu'elles sont absolument sans effet chez l'autre quart de personnes sous médication. «La génétique nous aidera à prédire la réponse de chaque patient à ce médicament, et le test génétique qui en découlera devrait coûter beaucoup moins cher que la prise inutile du médicament», a indiqué le professeur Tom Hudson.
Il n'est donc pas si lointain le temps où l'on pourra séquencer le génome complet d'un patient pour y identifier les gènes qui le prédisposent à certaines maladies et ceux qui prédisent sa réaction aux médicaments.
Les aspects éthiques et sociaux que soulèvent de telles découvertes seront également abordés dans le cadre de la rencontre HUGO. On analysera l'étendue du consentement qu'accordent les participants aux études génétiques. On soulignera les implications que pourront avoir sur les stratégies de santé publique des informations génétiques révélant le niveau de susceptibilité génétique des citoyens aux infections. On s'interrogera aussi sur les conséquences financières qu'aura la découverte de nouveaux traitements découlant de la génétique sur les systèmes de santé publics et sur les moyens (licence rattachée à un brevet) que l'on pourra déployer pour en assurer l'accessibilité.
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