Un supplément d'hormones laisse des traces
Chez les porcs, les perturbateurs endocriniens entra?nent une modification de l'expression des gènes, qui affecte également la génération suivante. C'est ce que démontre une équipe de chercheuses de l'ETH Zurich et de l'Université technique de Munich. Ces résultats pourraient également s'appliquer aux humains.
Les perturbateurs endocriniens, c'est-à-dire les substances exogènes, apportées de l'extérieur, qui agissent de manière identique ou similaire aux hormones produites par l'organisme, sont depuis longtemps au c?ur du débat public. Des produits chimiques comme le bisphénol A ou les phtalates, utilisés comme plastifiants dans les matières plastiques, sont peut-être liés à l'infertilité croissante des hommes et des femmes.
Dans le cadre d'une expérience menée sur des porcs, des chercheuses de l'ETH Zurich et de l'Université technique de Munich ont pu démontrer pour la première fois que même l'administration de quantités extrêmement faibles d'un perturbateur endocrinien - en l'occurrence un ?strogène endogène utilisé comme substance modèle - peut entra?ner non seulement des modifications épigénétiques du patrimoine génétique des truies mères. Les embryons touchés simultanément étaient également porteurs de telles modifications, qui étaient encore décelables même chez les descendants adultes. L'étude correspondante a été publiée récemment dans la revue spécialisée "page externeRapports scientifiques".
Fenêtre de temps de sensibilité accrue
"Les perturbateurs endocriniens, en particulier les ?strogènes, sont extrêmement efficaces même à très faibles doses", explique Susanne Ulbrich, professeure de physiologie animale à l'ETH Zurich. L'efficacité et l'intensité de l'action des messagers endogènes ou exogènes dépendent donc également de la fenêtre temporelle pendant laquelle ils agissent sur le corps. "Le corps réagit par exemple de manière sensible aux perturbations hormonales extérieures au stade embryonnaire, au début de la grossesse".
Ulbrich et ses collaborateurs ont observé une telle fenêtre temporelle dans le cadre d'une expérience menée sur des truies mères : Ils ont administré aux mères, via leur alimentation quotidienne, différentes doses de 17-bêta-estradiol, un ?strogène naturel, et ont ainsi simulé l'absorption de substances hormonales actives via l'eau de boisson ou la nourriture ; et ce, soit pendant toute la gestation, soit seulement pendant les dix premiers jours après la fécondation.
La dose la plus faible correspondait à l'équivalent de la dose journalière autorisée pour les humains (0,05 microgramme par kilogramme de poids corporel). En outre, les scientifiques ont testé une dose proche du "No observed effect level" (10 microgrammes par kilogramme de poids corporel par jour) et une dose élevée (1000 microgrammes par kilogramme et par jour) comme exemple de prise accidentelle de la pilule contraceptive au début d'une grossesse. ? titre de comparaison, les chercheurs ont également examiné des animaux auxquels ils n'avaient pas administré d'?stradiol.
Ils ont ensuite étudié l'expression des gènes ainsi que les modifications épigénétiques dans différents tissus des truies mères ainsi que dans la génération suivante, aussi bien dans des embryons ?gés de 10 jours (blastocystes) que dans des descendants femelles adultes d'un an.
Activités génétiques modifiées
Les scientifiques ont fait des découvertes : Sur 57 gènes liés à l'?stradiol, l'?stradiol a modifié, en fonction de la dose et de manière spécifique aux tissus, l'expression d'environ deux douzaines des gènes étudiés. Ceux-ci appartiennent pour la plupart à ceux qui contr?lent le cycle cellulaire ou qui répriment la croissance des tumeurs. Ces modifications étaient les plus marquées dans le corps jaune et la muqueuse utérine ainsi que dans les muscles cardiaques et squelettiques des truies mères.
Les chercheuses ont en outre constaté des modifications épigénétiques sur quelques gènes sélectionnés dans le tissu hépatique des truies. Des modifications similaires de ces gènes sont également apparues chez les embryons et se sont retrouvées à l'?ge adulte : même chez les femelles d'un an, les chercheurs ont pu constater que le modèle épigénétique de ces gènes avait changé.
Les modifications épigénétiques résultent par exemple de l'ajout ou de la suppression de petits groupes chimiques à certains endroits de l'ADN, par exemple des groupes dits méthyles. Cela peut modifier l'expression des gènes concernés et donc la fonction de la cellule.
Des changements durables
"Nous n'avons pas trouvé d'effets sérieux sur la santé chez les descendants adultes, seulement de très légères modifications, par exemple de la densité osseuse et du rapport entre la graisse et la masse musculaire", explique Ulbrich. Les effets à long terme des modifications épigénétiques et la question de savoir si une interaction entre de nombreux perturbateurs endocriniens auxquels l'homme est exposé quotidiennement aggrave la situation restent pour l'instant ouverts.
"Il serait également urgent de procéder à une observation à long terme sur plusieurs générations", explique la professeure de l'ETH. "Les changements épigénétiques peuvent se produire en une seule génération, mais ils peuvent être transmis de manière permanente à la génération suivante. Nous pouvons déjà clairement montrer que les hormones ont déjà un effet détectable après seulement une courte période d'exposition et en très petites quantités".
Sur la base de ces résultats, l'experte en physiologie de la reproduction demande de reconsidérer les quantités des doses journalières autorisées, respectivement les doses "No observed effect level". Les modifications hormonales des porcs pendant la gestation sont assez similaires à celles des humains, c'est pourquoi les résultats de son étude sont tout à fait transposables à l'homme, voire même plus pertinents que ceux d'une étude sur des souris par exemple.
"Les recommandations ou les valeurs limites actuelles sont probablement trop élevées", explique la chercheuse. Les modifications épigénétiques qu'ils ont trouvées indiquent clairement qu'une exposition à un perturbateur endocrinien a eu lieu, et ce même en très petites quantités. "Il faudra à l'avenir étudier plus précisément comment ces modifications se sont produites et quels sont leurs effets à long terme. La sensibilité de l'embryon précoce ne doit en aucun cas être sous-estimée".
Référence bibliographique
Van der Weijden VA, Fl?ter VL, Ulbrich SE. L'estradiol-17β oral à faible dose gestationnel induit une altération de la méthylation de l'ADN de CDKN2D et de PSAT1 chez des embryons et des adultes nés hors mariage. Scientific Reports (2018) 8:7494. DOI :page externe10.1038/s41598-018-25831-9