Leonardo Project : ils veulent séquencer

le génome de Léonard de Vinci

Léonard de Vinci, inventeur, artiste, écrivain... continue de fasciner par ses nombreuses compétences dans les domaines scientifiques, artistiques et techniques. © Everett – Art, Shutterstock

Récemment, des scientifiques ont étudié avec succès le génome de Richard III, des siècles après son décès. Or comme Richard III, Léonard de Vinci est né en 1452, et tout comme lui sa sépulture a connu des vicissitudes qui font que sa localisation exacte – supposée être au château d’Amboise - reste à prouver.

Grâce au Leonardo Project, les chercheurs espèrent répondre à de nombreuses questions sur la vie du génie de la Renaissance : pourquoi était-il si innovant, si créatif ? D’où lui viennent ses talents ? Il y a quelques décennies un tel projet n’aurait pas été possible sans les techniques de séquençage actuelles ; aujourd’hui nous savons que l’ADN peut être préservé pendant des siècles, voire plus.

Dans le cas présent, il risque d’être compliqué d’avoir accès à l’ADN de Léonard de Vinci. Pourtant, Rhonda Roby, une généticienne impliquée dans le projet, se veut optimiste : « De plus en plus de techniques sont mises au point pour récupérer l'ADN de personnes qui ont touché des choses. Je pense aussi qu'il y a une possibilité de matériel biologique à l'intérieur de peintures ... Le défi serait effectivement d’obtenir ce matériel sans endommager l'œuvre d'art. » Les chercheurs ambitionnent de se pencher sur des œuvres du maître. En effet, Léonard de Vinci utilisait ses doigts comme ses pinceaux pour peindre. C’est pourquoi il est possible de retrouver des cellules de son épiderme mélangées aux couleurs de la peinture.

Le Leonardo Project implique différentes équipes de France, Italie, Espagne, des États-Unis et du Canada. Les chercheurs présentent leur projet dans un numéro spécial de la revue Human Evolution. Ils pourront vérifier les caractéristiques physiques de Léonard d’après les données historiques, ses portraits et son supposé crâne. Ses maladies, blessures, traumatismes, habitudes alimentaires et activités physiques pourraient être étudiées d’après des traces laissées sur les os.

La tombe de Léonard de Vinci se trouve dans la chapelle Saint-Hubert du château d’Amboise. © StevanZZ, Shutterstock

Des restes présumés à séquencer

Les chercheurs aimeraient étudier les descendants de la famille de Léonard de Vinci (lui-même n’aurait pas eu d’enfant, contrairement à ses frères et sœurs) et reconstruire son arbregénéalogique. Il faudra aussi inspecter les sols d’églises italiennes pour localiser les os des membres de la famille de Léonard : les restes de sa mère à Milan et d’autres membres de sa famille à Florence.

L’équipe veut aussi travailler sur les restes supposés de Léonard, qui sont toujours entourés de mystère. Officiellement, Léonard de Vinci est enterré à la chapelle Saint-Hubert au château d’Amboise, mais des doutes subsistent sur l'authenticité de ces restes. Décédé au clos Lucé à Amboise en mai 1519 à l’âge de 67 ans, Léonard a été enterré dans la chapelle Saint-Florentin au château d’Amboise, conformément à son souhait. Mais cette chapelle a été démolie en 1802, certaines tombes détruites et des restes perdus.

En 1863, sur les lieux du bâtiment détruits, un cercueil a été découvert avec un squelette et, près de ce cercueil, une inscription LEO DUS VINC pour Leonardus Vincius. Ces restes pourraient servir l’étude : il faudrait pouvoir comparer leur ADN à celui des descendants de la famille de Vinci.

Les chercheurs espèrent annoncer leurs résultats pour la célébration du 500^e anniversaire du décès de Léonard de Vinci en mai 2019.

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Dans le Loiret, lors de fouilles, des archéologues ont découvert de nombreux corps datant du haut Moyen Âge. Tous sont bien alignés, sauf un, mis à l’écart pour une raison mystérieuse. L’Inrap (Institut de recherches archéologiques préventives) mène l’enquête afin d’en savoir plus sur l’histoire de cet homme dans ce nouvel épisode des Experts du passé.

Le vin rouge et notre intestin influencent notre santé cardiovasculaire

Le resvératrol est un polyphénol naturellement présent dans les raisins rouges, et donc dans le vin rouge. © mythja, Shutterstock

Classé dans la catégorie des polyphénols, le resvératrol entre dans la composition des grains de raisin et du vin rouge. De nombreuses études épidémiologiques et expérimentales ont déjà mis en évidence ses vertus protectrices. Notamment contre les maladies cardiovasculaires et certains cancers. En revanche, ses propriétés spécifiques et son mode d’action restent bien mystérieux.

À partir d’un travail réalisé sur la souris, le professeur Man-tian Mi et son équipe de la Third Military Medical University de Chongqing (Chine) montrent l’action particulière de ce micronutriment sur le microbiote. À tel point qu’il le remodèlerait en diminuant par exemple les taux d’oxyde de triméthylamine (ou TMAO), connus des scientifiques pour favoriser le risque d’athérosclérose.

En conclusion, ils imaginent déjà un « polyphénol naturel susceptible d’être ainsi utilisé dans la prise en charge des affections cardiovasculaires ». En attendant, leur approche doit toutefois afficher des garanties au cours d’études à venir, chez l’Homme.

Ces résultats paraissent dans la revue mBio.

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Les Gaulois son traditionnellement consommateurs de bière et d’hydromel mais, avec l’invasion romaine, ce peuple celte est rapidement devenu amateur de vin. Importée d’Italie, puis produite sur place, cette boisson s’est rapidement imposée en Gaule. L’Inrap (Institut de recherches archéologiques préventives) et le pôle Archéologie du département du Rhône nous parlent de son histoire durant ce documentaire.

Virus Zika : une souche asiatique à

l'origine de l'épidémie

Le virus Zika a beaucoup changé en 50 ans. Une souche asiatique serait à l’origine de l’épidémie actuelle. C'est ce que montre une recherche ayant analysé les génomes de différentes souches, dont trente isolées chez des humains, dix dans des moustiques et une chez un singe. © sydeen, Shutterstock

Une étude, publiée dans la revue Cell Host and Microbe, révèle de nouvelles informations génétiques à propos du virus Zika : celui-ci aurait largement évolué au fil du temps. « Nous pensons que ces changements pourraient, tout au moins partiellement, expliquer pourquoi le virus a montré une capacité à se propager de façon exponentielle dans la population humaine en Amérique latine », a expliqué Genhong Cheng, professeur de microbiologie à l'université de Californie (Los Angeles, États-Unis) et principal auteur de ces travaux.

« Ces variations pourraient permettre au virus une réplication plus efficace en envahissant de nouveaux tissus qui le protègent ou lui permettent d'échapper au système immunitaire », suppute-t-il. Cette étude repose sur une analyse génétique de quarante souches, dont trente isolées chez des humains, dix dans des moustiques et une chez un singe.

Ces nouvelles informations génétiques vont probablement être utiles aux virologues pour déterminer comment un agent pathogène relativement inconnu a pu provoquer l'épidémie actuelle en Amérique latine, surtout au Brésil où plus d'un million et demi de cas ont été dénombrés depuis le début de cette flambée au printemps 2015.

L'infection par le virus Zika est liée aux cas de microcéphalies observés chez les nouveau-nés. © idé

Des changements structurels importants chez le virus Zika

Toutes les souches contemporaines du virus Zika trouvées chez des humains partagent davantage une séquence génétique similaire à celle de Malaisie de 1966, qu'à celle du Nigeria de 1968. Toutes les souches du virus Zika identifiées chez des humains durant l'épidémie actuelle (2015-2016) paraissent être plus apparentées au génotype de Polynésie française de 2013 qu'à celui de Micronésie de 2007, ce qui laisse penser que ces deux variantes ont évolué à partir d'une souche asiatique commune, selon ces chercheurs.

La protéine formant la membrane du Zika a connu la plus forte variabilité dans les sous-types asiatiques circulant chez les humains que dans les sous-types véhiculés par les moustiques en Afrique. Une modélisation suggère qu'une partie de cette grande variabilité aurait contribué à des changements structurels importants des souches de la lignée asiatique.

Les futurs travaux de séquençage chercheront à comprendre comment exactement le virus Zika a provoqué l'épidémie de 2015-2016. Ce groupe de chercheurs et d'autres vont également s'efforcer d'élucider la structure des protéines virales, ce qui pourra aider à développer un vaccin et un antiviral efficaces.

Cette étude a été financée notamment par les Instituts nationaux américains de la santé (NIH) et le ministère de la Science et de la technologie de Chine.

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Lors de sa réplication, un virus peut muter et devenir plus ou moins virulent pour l’Homme. Ces changements sont aléatoires et imprévisibles. Nous avons interviewé Jean-François Saluzzo, virologiste auprès de l’OMS, afin qu’il nous parle plus en détail de ces mutations et de leur impact sur la santé humaine.

Génétique : des super-héros mutants

existent bel et bien

Les treize « super-héros » de la génétique sont restés en bonne santé malgré un pronostic génétique peu favorable. © kentoh, Shutterstock

Souvent, la recherche génétique vise à identifier des mutations responsables de maladies. Mais voici qu’une autre approche a été employée ici pour trouver des pistes thérapeutiques : des scientifiques ont recherché des personnes en bonne santé mais résilientes, c’est-à-dire qui ne développaient pas la grave maladie à laquelle leur génome les avait pourtant condamnées.

Dans le cadre du Resilience Project, lancé en 2014 par Stephen Friend et Eric Schadt, des scientifiques ont conduit une vaste étude génomique sur 589.306 génomes. L’objectif de ce projet était de trouver de rares individus qui ne sont pas affectés par des mutations qui devraient pourtant les rendre malades. L’analyse du génome de ces personnes pourrait permettre de trouver des mécanismes protecteurs pour imaginer de nouveaux traitements contre ces maladies génétiques, comme l’explique Eric Schadt, professeur de génomique à l’Icahn School of Medicine of Mount Sinai(New York) : « La plupart des études génomiques se concentrent sur la recherche de la cause d'une maladie, mais nous voyons une formidable opportunité de déterminer ce qui maintient les gens en bonne santé.».

Pour cette étude, parue dans Nature Biotechnology, les scientifiques ont recherché dans l'ADN 874 gènes liés à 584 maladies génétiques distinctes. Ces pathologies correspondaient à des maladies métaboliques, neurologiques, des troubles du développement, avec des symptômes graves. Les chercheurs ne se sont intéressés qu’à des maladies qui pouvaient être causées par une mutation dans un seul gène et dont les symptômes graves apparaissaient généralement durant l’enfance.

La société de séquençage 23andMe, qui propose aux particuliers de séquencer leur ADN, a participé au projet : « Plus de 400.000 clients de 23andMe contribuent à cet effort, ce qui montre que les consommateurs engagés peuvent avoir un impact réel sur la recherche scientifique », a déclaré Anne Wojcicki, cofondatrice de 23andMe.

Les treize individus auraient dû développer de graves maladies pendant leur enfance, au vu de leur patrimoine génétique. Pourtant, il n'en est rien. © Alena Ozerova, Shutterstock

Les chercheurs n'ont pas pu contacter ces super-héros

Les quelque 589.000 génomes provenaient d’adultes qui n’avaient jamais été diagnostiqués pour l’une de ces maladies. L’analyse a identifié treize personnes en bonne santé avec des variants génétiques associés à huit maladies. Ainsi, trois adultes n’avaient pas de mucoviscidose alors qu’ils avaient les deux copies du gène CFTR qui causent la maladie. Trois autres ne souffraient pas d’atélostéogenèse, une maladie pourtant létale à la naissance (ou peu après), alors qu’ils avaient les deux copies mutées du gène SLC26A2 lié à la maladie. D’autres n’avaient pas de dysautonomie familiale (une grave maladie nerveuse), pas de syndrome de Smith-Lemli-Opitz ou d’épidermolyse bulleuse simple (une maladie grave de la peau), et pourtant ils avaient les mutations pour ces maladies.

Pour l'instant, les scientifiques ignorent pourquoi ces personnes n’ont pas développé les maladies que leur génome leur destinait. Une possibilité est qu’elles portent d’autres gènes qui suppriment l’effet de ces mutations. Ces résultats montrent que l’approche utilisée est intéressante et qu’il existe bien des cas de personnes qui ne développent pas de maladie en dépit d’un génome a priori défavorable.

Il y a toutefois un gros bémol à cette étude : aucun des treize super-héros de la génétique n’a pu être contacté car ils n’avaient pas donné leur consentement pour cela. Les chercheurs n’ont pu ni vérifier que ces personnes étaient totalement résistantes aux maladies ni avoir plus d’informations sur leur santé…

S'il était possible de contacter ces personnes, il serait plus simple de trouver des pistes pour lutter contre ces maladies génétiques. Stephen Friend, président de Sage Bionetworks, en a tiré des enseignements pour ses prochaines recherches : « Nous prévoyons le lancement d'une étude prospective à l'avenir avec une politique de consentement bien plus utile ».

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Une maladie génétique est due à une anomalie d’un ou plusieurs chromosomes, ce qui entraîne un défaut de fonctionnement de certaines cellules de l’organisme. Jean-Louis Serre, professeur de génétique, nous parle plus en détail de ces maladies.

13 % d'humains obèses aujourd'hui, peut-être 20 % en 2025

L’obésité touche 13 % de la population adulte mondiale. En 40 ans, le pourcentage des obèses a triplé chez les hommes et plus que doublé chez les femmes, avec des disparités très importantes selon les pays, les pays riches anglophones étant les plus sévèrement touchés. © Jakub Cejpek, shutterstock.com

« En 40 ans, nous sommes passés d’un monde où l’insuffisance pondérale était deux fois plus importante que l’obésité à un monde où les personnes obèses sont plus nombreuses que celles en sous-poids », souligne le professeur Majid Ezzati, de l’Imperial College de Londres, qui a coordonné cette étude, publiée dans la revue médicale britannique The Lancet.

Présentée comme l’une des plus complètes réalisées à ce jour sur le sujet, elle se fonde sur des données concernant quelque 19 millions de personnes âgées de 18 ans et plus, vivant dans 186 pays. Par extrapolation, elle évalue le nombre d’obèses adultes à 641 millions en 2014, dont 375 millions de femmes et 266 millions d’hommes. En 1975, ils n’étaient que 105 millions. Une explosion liée notamment à une alimentation industrielle et trop riche, mais aussi à des prédispositions  génétiques.

En 40 ans, l’obésité chez les hommes et les femmes a plus que doublé

Selon l’OMS (Organisation mondiale de la santé), une personne est considérée comme obèse lorsque son indice de masse corporelle (IMC, qui correspond au rapport entre poids et taille) dépasse les 30 kg/m². Au-delà de 35, on parle d’obésité sévère. En 40 ans, l’IMC moyen est, selon l’étude, passée de 21,7 à 24,2 chez les hommes et de 22,1 à 24,4 chez les femmes adultes, soit une augmentation de poids de 1,5 kg tous les 10 ans en moyenne.

« Si la progression de l’obésité se poursuit au même rythme, en 2025 environ un cinquième des hommes (18 %) et des femmes (21 %) seront obèses dans le monde tandis que 6 % des hommes et 9 % des femmes seront atteints d’obésité sévère », préviennent les auteurs.

Le pourcentage des obèses a triplé chez les hommes, passant de 3,2 % en 1975 à 10,8 % en 2014, et plus que doublé chez les femmes (passant de 6,4 % à 14,9 %), avec des disparités très importantes selon les pays. L’obésité constitue désormais « un problème important de santé publique » dans de nombreuses régions à revenu intermédiaire (Pacifique, Moyen-Orient, Afrique du nord, certains états d’Amérique du sud ou des Caraïbes), relève l’étude.

Selon l’OMS, une personne est considérée comme obèse lorsque son indice de masse corporelle ou IMC dépasse les 30 kg/m². Au-delà de 35, on parle d’obésité sévère. © Kurhan, shutterstock.com

Les pays riches anglophones sont plus sévèrement touchés

Si l’IMC est resté globalement stable entre 1975 et 2014 chez les femmes japonaises et la plupart des femmes européennes (à l’exception notable des Britanniques), les six pays riches anglophones (Australie, Canada, États-Unis, Irlande, Nouvelle-Zélande et Royaume-Uni) présentent des résultats nettement plus inquiétants : ils accueillent aujourd’hui un cinquième des adultes obèses dans le monde, soit 118 millions de personnes, et 27 % des obèses sévères, soit 50 millions.

La palme revient toutefois à la Polynésie et à la Micronésie, des îles du Pacifique où 38 % des hommes et la moitié des femmes adultes sont obèses. Aux Samoa américaines, dans le sud du Pacifique, l’IMC moyen culmine aujourd’hui à 34,8 chez les femmes et 32,2 chez les hommes adultes, contre 28 aux États unis.

Si des politiques de lutte contre l’obésité ne sont pas mises en œuvre « rapidement » dans le monde, des « conséquences sanitaires d’une ampleur inconnue » sont à craindre, a déclaré le professeur Ezzati à l’AFP.

Le sous-poids reste aussi un problème

À l’inverse, l’insuffisance pondérale – ou sous-poids – (IMC inférieur à 18,5) liée à la malnutrition reste un problème majeur dans d’autres régions du monde, comme l’Asie du sud ou certains états d’Afrique. Selon l’étude, près d’un quart de la population était en sous-poids en Asie du sud en 2014, contre 12 % à 15 % de la population en Afrique centrale et orientale. Le Timor-Leste (nom officiel du Timor oriental), l’Éthiopie et l’Érythrée avaient les IMC moyens les plus bas du monde en 2014, aux environs de 20.

Le sous-poids est tenu pour responsable d’une mortalité accrue chez les femmes et les très jeunes enfants avant et après l’accouchement, et accroît le risque de décès lié à des maladies infectieuses comme la tuberculose. L’obésité favorise, elle, certains cancers et les maladies cardiovasculaires.