Génétique : pourquoi deux « erreurs » dans votre ADN peuvent parfois annuler une maladie

Une théorie vieille de 60 ans refait surface

C’est le genre d’idée qui semble aller à l’encontre du bon sens, n’est-ce pas ? Imaginez deux mécanismes cassés qui, une fois assemblés, se mettent soudainement à fonctionner parfaitement. En mathématiques, on dit souvent que deux négatifs font un positif, mais en biologie, c’est une autre paire de manches. Pourtant, c’est exactement ce que la science soupçonne depuis des décennies. Pour comprendre, il faut remonter à 1964.

À l’époque, Francis Crick — oui, le lauréat du prix Nobel célèbre pour avoir co-découvert la structure de l’ADN — et son collègue de l’Université de Cambridge, Leslie Orgel, ont formulé une hypothèse franchement contre-intuitive. Ils l’ont appelée la complémentation inter-allélique (ou intragénétique). Leur idée, publiée dans le Journal of Molecular Biology, suggérait que deux défauts génétiques pouvaient essentiellement « s’annuler l’un l’autre » pour restaurer une fonction protéique normale.

Ils écrivaient alors : « Les défauts de deux sous-unités se corrigent mutuellement ». En gros, si vous avez un défaut A et un défaut B, séparément ils empêchent l’enzyme de fonctionner. Mais la combinaison (A+B) ? Eh bien, les deux défauts pourraient se compenser et former une enzyme active. C’était brillant, mais il aura fallu attendre longtemps pour en avoir le cœur net.

Quand l’erreur devient la solution : le cas de l’ASL

Faisons un saut rapide de plus de 60 ans vers le présent. Des scientifiques de l’Université George Mason et de l’Institut de recherche du Pacifique Nord-Ouest (PNRI) viennent de prouver que Crick et Orgel avaient vu juste. Et pas qu’un peu. L’équipe s’est penchée sur un cas très précis : l’enzyme argininosuccinate lyase (ASL). C’est un maillon essentiel de notre machinerie interne car elle aide à éliminer l’ammoniac toxique du corps. Quand ce système déraille, cela conduit à ce qu’on appelle des troubles du cycle de l’urée.

Les conséquences sont terrifiantes, il faut bien le dire. Cela peut entraîner une léthargie, des vomissements, des crises convulsives ou même des comas. C’est une réalité tragique pour environ un bébé sur 35 000 nés aux États-Unis. Mais voici où ça devient fascinant : en passant au crible plus de 3 600 combinaisons d’impact fonctionnel, l’équipe a remarqué quelque chose d’incroyable. Environ 60 % des paires génétiques qui étaient individuellement endommagées pouvaient en fait restaurer l’activité de l’enzyme lorsqu’elles étaient combinées.

Les résultats, publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), changent la donne. Comme l’explique Michelle Tang, auteure principale de l’étude et scientifique au PNRI : « Ce travail montre que les variantes génétiques n’agissent pas indépendamment dans de nombreux cas importants. Pour un groupe défini de gènes, les hypothèses par défaut que nous utilisons pour prédire le risque de maladie ne tiennent tout simplement pas. » C’est un peu comme découvrir que deux pneus crevés peuvent parfois faire rouler une voiture, non ?

L’IA au service de la médecine de précision

Il faut être honnête, cette découverte n’aurait probablement jamais vu le jour sans l’essor de l’intelligence artificielle. Ce n’est pas juste un buzzword ici ; c’est l’outil qui a permis de trier des montagnes de données. Les modèles d’IA ont pu prévoir avec précision comment deux variantes génétiques allaient interagir. Les auteurs ont collaboré avec un laboratoire d’IA de l’Université George Mason qui a confirmé une précision de près de 100 % dans la prédiction de la complémentation intragénétique, non seulement pour l’ASL, mais aussi pour l’enzyme fumarase (FH).

Cela suggère que le modèle pourrait fonctionner à travers tout le génome humain. D’ailleurs, les auteurs estiment que 4 % des gènes du génome humain pourraient présenter des effets similaires à ceux observés dans l’ASL et la FH. C’est colossal quand on y pense. Aimée Dudley, auteure principale de l’étude au PNRI, insiste sur ce point : « Nous avons montré que, dans de nombreux cas, deux variantes dommageables peuvent travailler ensemble pour restaurer la fonction des protéines. Ce type d’interaction génétique n’est pas une exception isolée, mais une manière répandue et sous-estimée dont les variantes peuvent interagir, en particulier dans le contexte des maladies rares. »

Pour les médecins, c’est une potentielle révolution. Amarda Shehu, co-auteure et responsable de l’IA à George Mason, ne mâche pas ses mots : « La génomique clinique est coincée dans une ornière depuis des décennies. Nous avons montré qu’il faut regarder les combinaisons de variantes pour comprendre pleinement leur impact. » Son modèle d’IA étend la couverture d’un gène à l’autre, accélérant l’interprétation et nous rapprochant, enfin, d’une véritable médecine de précision.

Conclusion : Vers une nouvelle lecture de notre ADN

Au final, cette étude nous rappelle à quel point la biologie est complexe et parfois indulgente. Ce que nous percevions comme des erreurs fatales isolées peuvent, dans le bon contexte et avec la bonne combinaison, devenir viables. C’est une lueur d’espoir pour le traitement des maladies génétiques rares, où chaque détail compte pour sauver des vies.

Selon la source : popularmechanics.com

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.