Sciences

Héritage épigénétique: la mémoire dans la peau

Temps de lecture : 13 min

«Ma mère ne me l’avait jamais dit, mais c’était ce qui était arrivé à mon père. Je le savais.»

Les gènes d’un enfant peuvent-ils conserver les vestiges des expériences vécues par ses ancêtres? | Matthew Ansley via Unsplash License by

Nos souvenirs sont créés de toutes pièces. Nous les élaborons à partir d’histoires que nous avons choisi de croire. Des histoires qui racontent notre parcours, notre personnalité, et qui forment un récit intérieur composé de scènes, de résumés et d’anecdotes colorées par des touches de vérité et de suppositions. Nous avons tendance à considérer notre existence au prisme de ces souvenirs essentiellement artificiels. Ils nous permettent de comprendre les sources de notre endurance et de notre faiblesse.

Mais un autre concept s’avère souvent séduisant, selon lequel il serait possible de recevoir des souvenirs en héritage via la biologie. L’expérience de l’endurance ou du traumatisme d’un ou d'une ancêtre pourrait ainsi nous revenir, nous transmettre des traces d’un lointain passé qui ne nous appartiendrait pas mais qui serait néanmoins ancré en nous avant même l’instant de notre naissance. Des informations qui prépareraient sa descendance à la peur, à vivre les mêmes périls ou à y survivre. Qui nous fourniraient des explications.

Je me souviens d’histoires que l’on m’a racontées au sujet de ma grand-mère: comment elle a emporté ses deux enfants, un sous chaque bras, lorsqu’elle a fui les bombes qui pleuvaient sur sa ville japonaise en 1945 –mon grand-père était soldat et combattait ailleurs. Les horreurs qu’elle a endurées, le courage dont elle a fait preuve face à l’adversité tout en protégeant mon oncle et ma tante, ont-ils été transmis à mon père à la naissance? M’ont-ils ensuite été communiqués? Sont-ils «gravés» dans mon être à un niveau presque moléculaire, comme semble le sous-entendre Carmen Maria Machado dans sa nouvelle tourmentée, A Brief and Fearful Star? Je dois peut-être mon courage (ou mon anxiété) au parcours de ma grand-mère. L’idée semble plausible et ne manque pas de poésie.

C’est ce mode de pensée psychanalytique qui rend si séduisant le concept d’héritage épigénétique, ce domaine scientifique balbutiant, inégal et controversé. Les spécialistes du sujet cherchent à répondre à une question précise: lorsqu’une expérience modifie l’expression des gènes d’une personne, cette dernière peut-elle transmettre ces modifications à sa descendance? Quel impact pourraient avoir ces modifications sur la santé et le comportement de ses descendants? De telles interrogations stimulent l’imagination, évoquent l’idée d’une mémoire des expériences stockée et transmise à travers les générations.

L’exposition au monde extérieur peut modifier l’épigénome

Les premiers travaux de recherche dans ce domaine ont rempli l’esprit des lecteurs de questions et de possibilités –on peut notamment citer des études mettant en lumière l’existence possible d’une empreinte épigénétique traumatique chez les descendants de victimes de la Shoah ou de victimes de famines. Pouvait-on également hériter de «souvenirs» épigénétiques de l’esclavage, du génocide, de la pauvreté ou de la maltraitance? Nous savons que les caractéristiques humaines peuvent naître de notre éducation, de notre chance ou encore de mutations aléatoires. Mais quel type de caractéristiques pourraient nous êtres transmises par le parcours d’ancêtres dont nous ignorons souvent tout? Selon cette science de l’héritage épigénétique, la vie que nous menons aujourd’hui –influencée par des facteurs environnementaux tels que le stress ou les régimes alimentaires– aura un impact sur les instructions biologiques de nos enfants et de nos petits-enfants. Et nos ancêtres nous auraient influencés de la même manière, il y a bien longtemps.

On retrouve ces concepts dans les thèmes déployés par la nouvelle de Carmen Maria Machado, mais le récit dépasse l’étendue des connaissances scientifiques actuelles. Les souvenirs d’une mère se répercutent dans le corps de sa fille, qui en ressent les effets sans en comprendre la nature. Cette dernière est la protagoniste de l’histoire et s’adresse directement au lecteur. «Je sais que nous avons l’impression d’être les premiers à fouler cette terre», dit-elle, illustrant les théories en question, «mais nous avons été devancés, tant par des monstres que par des hommes.» L’enfant parle d’expériences endurées avant sa naissance, «comme si leur existence même était gravée dans mes cellules». Sa prose est puissante, émouvante. Reste que dans notre réalité, la science ne permet pas d’affirmer que les gènes d’un enfant peuvent conserver les vestiges des expériences vécues par ses ancêtres ou que la mémoire cellulaire humaine peut être transmise aux générations futures.

«L’excitation que l'épigénétique provoque dépasse la compréhension qu’en ont les scientifiques»

«L’idée selon laquelle une partie de nous-même proviendrait des actes et des expériences de nos ancêtres constitue presque un concept philosophique», explique Jamie Hackett. Ce chercheur a, en 2013, dirigé une étude sur des souris pour le compte de l’université de Cambridge. Il a montré que certains marqueurs épigénétiques pouvaient, chez les mammifères, être transmis aux générations futures. Et ce via l’«épigénome», un réseau de molécules adhérant aux gènes comme le brouillard adhère au verre. Ces molécules orchestrent l’activité génétique. L’exposition au monde extérieur peut modifier l’épigénome, qui pourrait quant à lui influencer notre vulnérabilité aux maladies ou notre comportement. Une partie des recherches en héritage épigénétique transgénérationnel cherchent à comprendre les différents motifs présents sur nos gènes –instructions dynamiques pouvant influencer des caractéristiques particulières– et comment ces motifs pourraient être transmis à travers les générations.

Les recherches de Hackett sont importantes: jusqu’ici, de nombreux scientifiques estimaient que les modifications provoquées par ces marqueurs étaient presque entièrement remises à zéro dans le génome des mammifères, et non transmises aux descendants. Hacket travaille aujourd’hui au sein du Laboratoire européen de biologie moléculaire. Il continue d’étudier la reprogrammation et l’héritage épigénétique en utilisant les technologies dites du CRISPR (ré-édition des gènes). «L’épigénétique ressemble à beaucoup de concepts scientifiques particulièrement excitants, affirme-t-il, dans la mesure où l’excitation qu’elle provoque dépasse la compréhension qu’en ont les scientifiques.»

La fascination mène à une exagération des résultats

Les chercheurs sont d’accord sur un point: il existe quelques études faisant état d’héritage épigénétique chez des plantes et des vers, qui transmettent bel et bien des souvenirs et des expériences à leur descendance. Les chercheurs qui ont modifié génétiquement le ver rond Caenorhabditis elegans pour le rendre fluorescent ont découvert que le fait de l’exposer à des températures plus chaudes, même temporairement, créait des modifications dans son expression génétique et le faisait briller plus fort. En outre, ces vers ronds transmettaient les modification nées d’environnements plus chauds à de multiples générations. Leur progéniture était donc plus brillante que les autre congénères, et ce sans avoir jamais été exposée à la chaleur qui avait induit ces changements chez leurs parents.

Les travaux de recherche consacrés aux humains –et aux mammifères en général– sont toutefois beaucoup moins avancés, et la fascination exercée par le concept mène souvent à une exagération des résultats, comme le déplore John Greally, professeur de génétique, de médecine et de pédiatrie au Albert Einstein College of Medicine de New York. Si l’on en croit cet article du Chicago Tribune, la fameuse étude sur «la transmission du traumatisme» menée auprès de survivants et survivantes de la Shoah est particulièrement controversée. Taille d’échantillons limitée, faible reproductibilité... Les chercheurs s’appuient trop souvent sur des corrélations, et ne mettent pas en lumière assez de liens de cause à effet pour être crédibles. Le concept d’héritage épigénétique est certes un beau sujet de fiction mais, selon John Greally, il est trop tôt pour affirmer que les humains héritent bel et bien des expériences de leurs ancêtres. Pour l’heure, la science rassemble les éléments de preuve suivant un discours du type «laissez-nous un peu de temps».

«Les spécialistes de ce domaine n’ont qu’une idée en tête: trouver les mécanismes potentiels de ce processus»

Cette absence de découvertes décisives est également due à la complexité de l’humain. Les chercheurs ne comprennent pas encore entièrement dans quelle mesure l’environnement influence ou pas notre épigénome. Ces modifications peuvent-elles être transmises à la descendance chez les mammifères? Quelles sont celles qui pourraient résister au processus d’élimination intégré de l’épigénome –élimination qui interviendrait pendant la conception et la reproduction? Ces questions n’ont pour l’heure aucune réponse qui fasse consensus. Hackett estime, comme plusieurs de ses collègues, que certaines modifications survivent au processus d’élimination. Mais rien n’indique qu’elles soient transmises aux générations suivantes.

Par ailleurs, même si certains résidus d’instructions épigénétiques parvenaient à se frayer un chemin, il n’est pas certain qu’ils parviennent à influencer réellement les caractéristiques exprimées par les descendants. «Les chercheurs ne sont pas parvenus à un consensus, c’est certain, mais nous assistons peut-être à l’émergence d’un sentiment général d’optimisme prudent», explique Hackett. Les scientifiques n’ont d’autre choix que de poursuivre leurs travaux –et de trouver les réponses. «Les spécialistes de ce domaine n’ont qu’une idée en tête: trouver les mécanismes [potentiels de ce processus], affirme-t-il. Et tant que nous ne saurons pas exactement comment cette information se transmet, on ne pourra affirmer en bonne conscience qu’il s’agit bel et bien d’un processus d'héritage transgénérationnel.»

«La plus grande de toutes les boîtes noires»

En attendant, nous devons nous contenter d’histoires: la fiction nous aide à envisager l’éventail des possibles. «Ma mère ne me l’avait jamais dit, mais c’était ce qui était arrivé à mon père. Je le savais, écrit Machado. La rivière est passée à travers son pantalon et sa chemise, elle l’a agrippé de ses doigts voraces, et elle l’a emporté sous les flots en une demi-seconde.» Le style confère à l’ensemble des airs de souvenir ponctuel, comme si l’enfant assistait à une scène de film. Elle n’a pas assisté à l’événement, elle n’était pas présente. Mais en son for intérieur, quelque chose semble savoir.

Nous ne pouvons certes pas remonter le temps, explorer l’esprit de nos grands-parents et revivre leurs moments les plus intimes et les plus décisifs comme nous revivons nos propres souvenirs. Toutefois, les recherches en héritage épigénétique (bien qu’encore balbutiantes) pourraient mettre en lumière des traces de transmission de souvenirs (comme la peur) au sein d’autres espèces.

La nouvelle de Machado contient de nombreuses scènes poignantes, et l’une d’elle fait indirectement allusion à ce processus. L’enfant observe sa mère tandis que celle-ci piège et noie les souris qui sortent des fissures des murs de leur maison (des rongeurs attirés par une huile à l’odeur amère badigeonnée sur les plinthes). Certaines d’entre elles parviennent à s’échapper, et finissent par concevoir de nouveaux souriceaux. Elle remarque plus tard que leur progéniture s’enfuit dès qu’elle détecte l’huile, «comme si cette odeur était porteuse de quelque horrible histoire».

«Nous n’avons pas encore mené de test prouvant que l’odeur provoque bel et bien une réaction de peur»

Ce passage fait référence à une véritable étude menée par Brian Dias et Kerry Ressler (Emory University, Atlanta). Les chercheurs ont répandu dans les cages d’un groupe de souris mâles de l’acétophénone, un produit chimique aromatique absolument pas amer: l’odeur qui s’en dégage fait songer à la fleur d’oranger, la cerise ou l’amande. Au même moment, ils ont envoyé des petites décharges électriques dans les pattes des animaux, jusqu’à ce que ces derniers finissent par associer l’odeur à cette sensation désagréable. Lorsque les chercheurs ont soumis les deux générations suivantes aux fragrances de l’acétophénone, les descendants des souris électriquement stimulées ont montré une vive réaction en reniflant. Ils n’avaient pourtant pas grandi au contact de leurs pères, et n’avaient jamais été soumis à cette odeur ou à ces chocs électriques. Tout s’est passé comme si la peur associée à cette odeur leur avait été transmise. Cependant, comme le souligne Dias, ils ont peut-être simplement hérité d’une hypersensibilité à cette même odeur: «Nous n’avons pas encore mené de test prouvant que l’odeur provoque bel et bien une réaction de peur», déclare-t-il.

Ressler et Dias n’ont certes pas identifié le fonctionnement exact de la transmission de cette réaction. Pour autant, ils estiment qu’un processus de marquage épigénétique (la méthylation de l’ADN) pourrait expliquer cet héritage, et de nombreux spécialistes soutiennent cette hypothèse. La méthylation est une modification réversible: des substances chimiques (groupes méthyles) se fixent sur des molécules d’ADN sans altérer la séquence d’ADN en elle-même. Si elle ne modifie pas la séquence, la méthylation peut toutefois bloquer (ou activer) un certain type d’activité des gènes. Si ces mêmes marques de méthylation apparaissent sur les mêmes sites génétiques chez les descendants, serait-il possible que ces descendants héritent également des mêmes schémas? Ces marques proviennent-elles au contraire d’un facteur environnemental, peut-être in utero? Telles sont les interrogations actuelles des chercheurs.

Dias indique que certaines expériences liées à l’environnement (l’âge avancé du père, par exemple) influencent bel et bien les marques épigénétiques pouvant à leur tour potentiellement influencer la future progéniture. «Mais lorsque l’on se penche sur les expériences plus éphémères (stress ou défaite sociale chez la souris, modifications dans le régime alimentaire, la Shoah), qui ne sont pas tangibles en elles-mêmes, j’estime qu’il est capital de comprendre comment cette expérience non quantifiable pourrait se frayer un chemin jusqu’à la lignée cellulaire et nous donner un génotype.» C’est là «la plus grande de toutes les boîtes noires, dit-il. Qui, ici, tire réellement les ficelles?».

Une étude sur des humains et des souris à venir

D’autres chercheurs, comme Larry Feig (professeur de biologie moléculaire, chimique et du développement à la Tufts University School of Medicine) s’intéressent aux micro-ARN, qui peuvent également produire des effets inactivant les gènes. «Selon de nouveaux travaux, les micro-ARN pourraient modifier des ensembles de gènes entiers et les modifications apportées à l’expression de ces gènes pourraient être transmises à travers les générations.»

Lors d'une récente étude du laboratoire de Larry Feig, des chercheurs ont examiné les micro-ARN présents dans le sperme d’hommes ayant été victimes de maltraitances ou de négligences dans leur enfance. Ils ont alors constaté que les concentrations de deux types de micro-ARN étaient beaucoup plus faibles dans leurs échantillons. Et lorsque les chercheurs ont, très tôt, exposé des souris mâles à des facteurs de stress ils ont également constaté de faibles niveaux des mêmes micro-ARN dans le sperme murin.

Quand ces souris mâles se reproduisaient avec des femelles n’ayant pas été exposées à ces situations stressantes, les modifications étaient présentes dans les embryons de leurs descendants et dans le sperme de leur progéniture mâle. En d’autres termes, les effets semblaient être encore présents deux générations plus tard. Reste à savoir quels sont ces effets comportementaux ou physiques; Feig l’ignore. Son équipe a certes constaté que la progéniture femelle des mâles stressés semblait antisociale et anxieuse, et qu’elle présentait des caractéristiques liées au stress. «Nous ne savons pas encore si l’anxiété élevée et la sociabilité dysfonctionnelle de la progéniture femelle des mâles stressés est due aux modifications constatées chez les embryons», confie-t-il.

«S’il s’agit d’une modification stable dans la lignée germinale, alors c’est une modification qui pourrait être transmise à tout jamais»

Mais il précise aussi qu’il s’agit là d’un travail passionnant: son laboratoire va bientôt mener une étude plus importante sur des humains et des souris afin d’approfondir ces premiers résultats. Si ces modifications sont bel et bien transmises chez l’homme comme chez la souris, il faudra en conclure qu’elles sont transmises via la lignée germinale. Une telle découverte prêterait à controverse et soulèverait des interrogations susceptibles de bouleverser notre vision de la vie sur terre. «S’il s’agit d’une modification stable dans la lignée germinale, dans le sperme et les ovules, alors c’est une modification qui pourrait être transmise à tout jamais, explique-t-il. Voilà qui aurait un impact important sur notre conception de l’évolution.»

La nouvelle de Machado illustre l’étrange sentiment dont nous avons tous et toutes fait l’expérience: l’impression de toucher du doigt un secret inexprimable. «Je n’avais pas ma place sur cette île. On m’avait ouvert une voie que je n’avais pas choisie, et que j’avais néanmoins empruntée. Comment avais-je pu ignorer tout ceci? Avais-je toujours su?»

J’aimerais croire que les spécialistes de l’épigénétique ressentent la même chose à ce stade de leurs recherches: à deux doigts de faire une découverte révolutionnaire, peut-être susceptible de lever l’un des mystères de l’humanité et de nous aider à traiter les pires de nos maux. J’aimerais également croire que des fragments de moments vécus par ma grand-mère sont gravés dans mes gènes. L’idée est belle.

Pour l’heure, toutefois, la recherche ne peut offrir aucune réponse catégorique et définitive quant à l’héritage épigénétique. C’est ce que résume Jamie Hackett: «Il est trop tôt pour se prononcer, voilà la vérité».

Erika Hayasaki

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