Liens entre l’adaptation climatique ancienne et la santé métabolique actuelle
Les populations humaines ont évolué sous différents climats. Pour survivre, elles ont dû modifier la capacité du corps à produire de la chaleur. Au cours des millénaires, ces différentes conditions environnementales semblent avoir exercé une pression sélective sur les variations génétiques et phénotypiques. Des caractéristiques telles que l’utilisation de l’énergie et la régulation de la température trouvent leur origine dans ces adaptations anciennes. En particulier, le tissu adipeux brun (TAB) et les muscles squelettiques jouent un rôle important dans la production de chaleur.
Production de diversité grâce à l’adaptation au climat
Réalisé avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (MSCA), le projet ClimAHealth(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a exploré la manière dont les gènes liés à la thermogenèse - la capacité du corps à produire de la chaleur - varient d’une population à l’autre. Les chercheurs ont analysé les génomes de 26 populations réparties sur quatre continents à la recherche de preuves génétiques d’une adaptation des voies thermogéniques au cours des 30 000 dernières années. «Nous avons découvert que les gènes impliqués dans la thermorégulation ont été ciblés à plusieurs reprises par la sélection naturelle dans différentes populations, ce qui a pu aider les populations humaines ancestrales à faire face à des climats contrastés», explique Diego Salazar-Tortosa, chercheur principal de ClimAHealth à l’université de Grenade(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Espagne.
Décoder les signaux génétiques anciens dans les génomes modernes
Les chercheurs ont découvert que les gènes thermogéniques avaient tendance à être associés à la masse corporelle. Cela est cohérent avec le lien entre la production de chaleur, le bilan énergétique et le métabolisme des lipides et du glucose, ce qui suggère que des événements anciens d’adaptation au climat peuvent encore influencer la variabilité actuelle des traits cardiométaboliques. En outre, ces résultats sont susceptibles de contribuer à expliquer pourquoi certaines populations peuvent avoir des prédispositions génétiques différentes aux troubles liés à l’obésité. Il est important de souligner qu’il est possible que les événements adaptatifs provoqués par les climats anciens continuent à influencer la santé humaine aujourd’hui. «ClimAHealth nous permet de mieux comprendre comment la biologie humaine a été façonnée par l’environnement», note Diego Salazar-Tortosa. «Ces connaissances fondamentales pourraient éclairer la recherche future en matière de médecine personnalisée et de santé publique.» Le développement d’un nouveau cadre(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) d’apprentissage automatique a permis aux chercheurs de modéliser des signaux d’adaptation complexes dans le génome humain au cours des 30 000 dernières années. De manière intrigante, ce cadre a fourni des preuves solides d’une adaptation génétique fréquente et généralisée liée à la thermogenèse.
Diversité des populations et modèles génétiques
L’analyse de la diversité des populations a permis à ClimAHealth de découvrir où l’adaptation génétique est la plus forte (ou du moins la plus visible). Comme l’indique le co-chercheur principal de l’étude, David Enard: «Les populations yorubas d’Afrique, qui ont connu moins de goulets d’étranglement(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ont montré des signes d’adaptation particulièrement forts.» En prenant en compte plusieurs populations à travers le monde, les chercheurs ont pu identifier des régions génomiques susceptibles d’avoir été ciblées à plusieurs reprises par la sélection naturelle dans différents environnements. La compréhension de ces schémas aide à reconstituer l’histoire de l’évolution des populations humaines et pourrait permettre de comprendre pourquoi certaines caractéristiques liées à la santé varient aujourd’hui d’une population à l’autre.
Pertinence clinique et orientations futures
Une avancée majeure de ClimAHealth a été la création du connectome TAB(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), un ensemble de gènes associés à la fonction de la graisse brune. Ces gènes ont non seulement été sélectionnés au cours de l’évolution, mais ils sont également fortement exprimés dans le TAB humain. Comme l’explique Jonatan Ruiz, co-chercheur principal du projet: «Cette carte met en évidence les gènes candidats qui influencent l’équilibre énergétique et le métabolisme par l’intermédiaire du TAB.» Bien que les outils cliniques ne soient pas encore à l’horizon, le connectome TAB offre une base solide pour les futurs scores de risque polygénique tenant compte de plusieurs gènes et axés sur les traits liés à l’obésité. Dans l’ensemble, les résultats du projet contribuent à une meilleure compréhension du génome humain et de son histoire évolutive. Ces connaissances sont essentielles pour comprendre les contributions génétiques au risque de maladie dans diverses populations et ouvrent la voie à de futures applications dans le domaine de la médecine évolutive et de la santé personnalisée.
