Dans le cadre du congrès de l'ACFAS 2005 qui se tient cette semaine à l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), des dizaines de chercheurs de tous horizons feront part des résultats de leurs plus récentes recherches. Pour l'occasion, nous publions dans cette page des textes rédigés à notre demande par des professeurs de l'université d'accueil du congrès et qui donnent un aperçu de leurs travaux.

L'asthme est une maladie pulmonaire chronique qui se manifeste par une difficulté à respirer. Les voies respiratoires des asthmatiques sont hypersensibles ou hyperréactives, elles se rétrécissent dans certaines conditions (exposition à des allergènes par exemple) ce qui nuit à la circulation de l'air.

Aujourd'hui, il est reconnu que cette obstruction est causée par une inflammation et un resserrement des muscles qui entourent les voies respiratoires. L'asthme est donc une maladie respiratoire complexe et les chercheurs reconnaissent que l'asthme résulte de la coexistence de facteurs génétiques et environnementaux.

Dans les dernières décennies, on a assisté à une augmentation constante du nombre de cas d'asthme. Toutefois, la contribution relative des facteurs environnementaux (tabagisme, pollution, alimentation, etc.) et des facteurs génétiques liée à cette augmentation n'est toujours pas connue avec précision.

Nos activités de recherche se concentrent sur l'étude des déterminants génétiques de l'asthme, en portant une attention particulière aux déterminants génétiques impliqués dans la réaction inflammatoire de l'asthme et des autres conditions associées à l'asthme (allergies et rhinite par exemple). Elles portent aussi sur le développement de méthodes d'application des connaissances acquises par l'étude de cette affection, c'est-à-dire la mise au point d'outils pour améliorer la prévention et le traitement.

La population du Saguenay-Lac-Saint-Jean ne compte pas plus d'asthmatiques que le reste du Québec, cependant sa structure génétique unique dite à «effet fondateur» constitue un avantage pour la réalisation d'études génétiques.

Tâche complexe

La recherche sur la génétique de l'asthme, bien qu'elle se poursuive dans plusieurs grands laboratoires depuis déjà une quinzaine d'années, n'a pas encore permis d'avancée spectaculaire. Avec le décodage de notre génome, plusieurs éléments qui pourraient expliquer les difficultés rencontrées ont été mis au jour.

On sait maintenant, entre autres choses, qu'un gène peut donner plus qu'une protéine (ce serait le cas pour environ 70 % de nos gènes), que la protéine une fois formée peut encore subir des modifications et que le contrôle des gènes peut varier beaucoup d'une personne à l'autre à cause du caractère unique du génome de chacun. Or l'asthme est influencé par plusieurs gènes qui interagissent entre eux et avec l'environnement ce qui explique la complexité de la tâche!

Afin de prendre en compte cette réalité, nos travaux tentent d'utiliser différentes approches méthodologiques et statistiques en génétique et misent sur une interaction privilégiée et une collaboration établie avec un regroupement de chercheurs d'expertises multiples.

Ainsi, notre programme de recherche sur l'étude des déterminants génétiques de l'asthme est déployé en deux principaux volets soit l'analyse de gènes candidats pour l'asthme et l'analyse génétique fonctionnelle des gènes identifiés.

Les projets

Un premier projet sur la génétique de l'asthme dans la population du Saguenay-Lac-Saint-Jean est en cours depuis 1998. Ce projet, en collaboration avec le docteur Thomas Hudson du Centre d'innovation de Génome Québec et de l'université McGill, a permis de développer, au Centre de médecine génique communautaire situé au Centre de santé et de services sociaux de Chicoutimi, une expertise et une infrastructure pour l'évaluation clinique et génétique.

À ce jour, 2000 participants (familles de sujets asthmatiques) ont été évalués pour l'asthme. Le criblage génomique, ou couverture du génome, a permis de déceler plusieurs régions génétiques de susceptibilité à l'asthme et aux conditions associées à l'asthme.

Une liste de gènes candidats (dont la fonction pourrait être liée à l'asthme), situés dans les régions génétiques identifiées, a été construite. Citons à titre d'exemple le récepteur de la vitamine D (VDR) et le récepteur de la fractalkine (CX3CR1). Ce travail permet de dresser un «catalogue» de gènes d'asthme et de formuler de nombreuses hypothèses de travail pour plusieurs chercheurs et étudiants, puisque ces gènes feront éventuellement l'objet d'études fonctionnelles (niveau d'expression, immunohistochimie, hybridation in situ et modulation de l'expression suite à l'administration de thérapies à l'aide de modèles animaux et cellulaires).

Ces travaux d'analyses de liaison et d'association ont déjà permis d'accroître les connaissances sur la génétique de l'asthme et des maladies associées à l'asthme.

L'avènement de technologies nouvelles en génétique permet l'utilisation d'approches méthodologiques prometteuses pour l'étude de processus biologiques. Ainsi, les puces à ADN permettent d'étudier des milliers de gènes et de mettre en évidence ceux qui pourraient être impliqués dans l'asthme ou dans une voie biologique de l'asthme (ex.: le processus inflammatoire).

Depuis 2001, un autre projet portant sur l'analyse par puces à ADN de biopsies bronchiques de sujets sans asthme ni allergie et de sujets asthmatiques est en cours en collaboration avec le docteur Michel Laviolette de l'Hôpital Laval de l'Université Laval et l'équipe du Centre d'innovation de Génome Québec et de l'université McGill.

La première partie de ce projet a permis d'établir un patron d'expression différent entre le tissu bronchique de sujets asthmatiques et de témoins pour 79 gènes, sur la base de 7000 gènes évalués. De ces gènes, certains sont des facteurs mis en cause dans l'asthme et d'autres, de par leur fonction biologique connue, pourraient représenter de nouvelles cibles de recherche pour l'asthme.

Au cours des prochaines années, on prévoit également utiliser la technologie des puces à ADN pour étudier des variations d'expression suivant le type d'asthme (allergique, non allergique et sévère) et le type de réponse à certaines médications.

Traitements tirés de la forêt

Récemment, avec Jean Legault et André Pichette de l'UQAC, nous avons amorcé une étude portant sur le potentiel anti-inflammatoire de composés d'origine naturelle issus de la forêt boréale pour traiter l'asthme et l'allergie. Onze espèces végétales, utilisées comme agents anti-inflammatoires par les Amérindiens, ont été ciblées.

Le projet entend donc valoriser la biomasse de la forêt boréale en étudiant les applications pharmaceutiques et nutraceutiques des composés bioactifs. Ce projet pourrait permettre de trouver de nouvelles cibles pour le traitement de l'asthme et de l'allergie, en plus d'apporter des connaissances sur la composition chimique et les propriétés anti-inflammatoires d'espèces végétales de la forêt boréale.

Enfin, avec d'autres chercheurs de l'UQAC — Hélène Vézina, Louis Houde et Marc Tremblay — nous tentons de voir s'il est possible de faire le lien entre les données démohistoriques et les données génétiques obtenues. Ces travaux reposent sur l'utilisation du fichier de population BALSAC.

Nos travaux ont permis la mise en place de solides collaborations avec diverses équipes de Boston, de Finlande ainsi que d'autres régions du Canada. Par exemple, nous amorçons actuellement un vaste projet qui vise à valider l'ensemble des associations entre différents gènes et l'asthme à partir d'une large cohorte de familles canadiennes avec des chercheurs de l'Université de Colombie-Britannique, de l'Université du Manitoba et de l'université McGill où les cohortes d'asthmatiques canadiennes seront groupées pour accroître la puissance statistique de ces analyses.

Il reste beaucoup de travail à faire dans le domaine de la génétique de l'asthme. Cependant, les activités de recherche dans ce domaine à l'Université du Québec à Chicoutimi permettront d'accroître notre compréhension de la biologie de cette maladie encore bien incomprise et ils devraient à terme permettre de développer de meilleures approches préventives et thérapeutiques.