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Un processus fondamental de la transmission des gènes de la mère à l’enfant a été déterminé par des chercheurs de l’Institut neurologique de Montréal, de l’Université McGill. La nouvelle étude publiée dans le numéro de décembre de la revue Nature Genetics identifie un mécanisme qui joue un rôle clé dans la façon dont les mutations se transmettent d’une génération à l’autre, ce qui fournit un éclairage sans précédent sur les maladies métaboliques.

L’ADN qui est transmis uniquement par la mère à l’enfant est stocké dans les mitochondries, un compartiment des cellules qui produit l’énergie du corps. Les mutations de l’ADN mitochondrial (ADNmt) sont des causes importantes de plus de 40 types connus de maladies et de troubles qui affectent essentiellement la fonction du cerveau et des muscles, dont certains ont des effets très débilitants, avec des symptômes comme l’accident vasculaire cérébral, l’épilepsie, la surdité et la cécité. Une mutation très commune au Québec cause la cécité d’origine maternelle dont on a maintenant établi qu’elle remonte à l'une des Filles du roi envoyées par le roi de France dans les années 1600 pour rétablir le déséquilibre entre les sexes du pays nouvellement colonisé.

Les chercheurs de l’INM ont découvert un goulot génétique qui détermine la proportion d’ADNmt muté que les mères transmettent à leur progéniture. C’est important, car il existe de nombreuses copies de mitochondrie dans les cellules et leur distribution dans les tissus a un rôle dans la gravité et les symptômes de la maladie. Par conséquent, savoir comment l’ADNmt est transmis est essentiel pour comprendre et traiter un ensemble de maladies d’origine maternelle, et offre la possibilité de fournir des avis génétiques et des traitements.

« La proportion de copies d’ADN muté passe rapidement et de façon imprévisible de la mère à l’enfant, rendant ainsi très difficile de prédire la proportion d’ADN muté qui sera transmise », explique le Pr Eric Shoubridge, neuroscientifique à l’INM et chercheur principal de l’étude. « Nous comprenons maintenant que cela est en partie attribuable à un goulot génétique, dans lequel seul un petit nombre des copies originelles d’ADNmt de la mère est en fait transmis à l’enfant. Ce goulot se produit durant le développement des ovules chez les femmes affectées. Seul un petit ensemble d’ADNmt de la femme est sélectionné pour se répliquer ce qui a pour résultat que l’individu produit des ovules avec une large gamme de proportions d’ADNmt muté. Ces ovules donnent lieu à une progéniture avec des proportions d’ADNmt muté qui diffèrent de l’un à l’autre et sont différentes de la proportion d’ADNmt muté chez la mère. Cela explique pourquoi la fréquence et la gravité d’une maladie d’ADNmt muté peuvent varier chez la progéniture d’une mère affectée. L’identification et la détermination de l’emplacement du goulot génétique dans notre étude renforcent nos connaissances des règles et processus de transmission et améliorent notre capacité à fournir des avis génétiques. »

Une importante application de cette étude réside dans la prévention de la maladie au stade prénatal, étant donné que les thérapies pour les patients malades sont généralement inefficaces, et les maladies sont souvent fatales. L’étude situe la survenue du goulot durant le processus de maturation d’ovules au début de la vie postnatale d’une femme, ce qui tend à confirmer le fait que des ovocytes matures ou cellules d’ovules contiennent l’ensemble complet de copies d’ADNmt. Cela rend possibles un diagnostic génétique préimplantatoire, une procédure d’analyse avant fécondation d’un ovocyte pour déceler des mutations néfastes, par exemple lors de la fécondation in vitro. Cela prévient la transmission de mutations néfastes et peut empêcher l’interruption d’une grossesse dans les cas où un embryon est porteur d’un trouble neurologique fatal.

Cette recherche a été soutenue par les Instituts de recherche en santé du Canada et les National Institutes of Health des États-Unis. Eric Shoubridge est titulaire d’une bourse International Scholar du Howard Hughes Institute.

L’INM : Octobre 2009 marque le 75e anniversaire de l’INM. L’INM est un institut de recherche et d'enseignement de l’Université McGill, qui se consacre à l'étude du système nerveux et des maladies neurologiques. Fondé en 1934 par l'éminent Dr Wilder Penfield, l'INM est l'un des plus grands instituts du genre au monde. Ses chercheurs sont des chefs de file mondiaux en neurosciences cellulaires et moléculaires, en imagerie cérébrale, en neurosciences cognitives, ainsi que dans l'étude et le traitement de l'épilepsie, de la sclérose en plaques et des troubles neuromusculaires. L'INM et son partenaire clinique, l'Hôpital neurologique de Montréal (HNM), rattaché au Centre universitaire de santé McGill, continuent d'intégrer recherche, soins aux patients et formation. Reconnu comme un des premiers centres de neurosciences au monde, l’INM s’efforce d’appuyer par des investissements les professeurs, le personnel et les étudiants qui mènent de remarquables recherches, prodiguent des soins de pointe avec compassion et préparent la prochaine vague de percées médicales. Par leur grand talent et leur détermination, ces chercheurs sont l'âme de la recherche, la clé du progrès des soins médicaux. Un nouveau bâtiment, prolongement de l'aile nord, est en construction; il abritera des installations ultramodernes d'imagerie cérébrale. Une fois la construction achevée et les équipements installés, les scientifiques engagés dans la recherche en imagerie cérébrale à l'INM y formeront un groupe sans équivalent dans le monde.