Les tests génétiques

Dossier réalisé en collaboration avec le Pr François Eisinger, onco-généticien et membre du comité d'éthique Inserm – Mai 2015
De nombreux tests génétiques apportent des informations relatives à la santé des individus ou à celle de leur famille. Ces tests consistent à rechercher des anomalies sur la molécule d’ADN elle-même, ou à dépister des anomalies concernant le nombre ou la forme des chromosomes. Il faut distinguer les tests qui apportent des informations sur le patrimoine génétique transmissible, présent dans toutes les cellules de l’organisme (génétique constitutionnelle), et les tests qui informent sur l’état du génome de cellules tumorales (génétique somatique). En outre, d’autres tests permettent d’obtenir des informations sur la réponse à un traitement ou sur les risques d’effets secondaires (pharmacogénomique).
Les tests de génétique constitutionnelle

Les tests de génétique constitutionnelle (ou héréditaire) reposent sur l’étude du patrimoine génétique d’une personne, le plus souvent à partir d’une prise de sang. Ils peuvent être réalisés avant la naissance (test prénatal) ou après, à n’importe quel âge (test postnatal).
En 2013, des tests concernant plus de 1 500 maladies génétiques étaient disponibles et plus de 500 000 tests postnataux de génétique constitutionnelle ont été réalisés (incluant les tests de pharmacogénomique). Toutefois, une part importante des analyses étaient consacrées à deux maladies : l’hémochromatose et la thrombophilie non rare.
 
Une pratique encadrée par la loi de bioéthique
 
Des règles de bonne pratique concernant l’utilisation de ces tests et l’information à délivrer aux patients et à leur famille sont prévues par la loi de bioéthique et recommandées par l’Agence de biomédecine et la Haute autorité de santé.
 
En France, ces tests sont toujours effectués dans un cadre médical, avec une consultation en génétique permettant d’éclairer le patient et sa famille sur l’intérêt du test et sur les conséquences éventuelles de son résultat (risque pour la descendance, pronostic vital menacé, suivi thérapeutique à mettre en place, interruption médicale de grossesse...).
Ces tests sont envisagés dans trois situations :
Le diagnostic de maladies génétiques
Un test génétique diagnostic est effectué en cas de symptôme pouvant évoquer une maladie génétique. Le test est alors associé à des examens complémentaires et permet souvent de mettre fin à l’errance diagnostique. La rapidité et les chances de succès du test varient en fonction du nombre de modifications génétiques, et surtout de gènes associés à la maladie : ces tests sont utilisés pour le diagnostic de maladies monogéniques (liées à des anomalies affectant un seul gène), dont le gène causal est identifié (mucoviscidose, hémochromatose héréditaire ou encore polypose colique familiale).
Les tests génétiques diagnostics peuvent être pratiqués chez des enfants et des adultes, mais également chez des fœtus si l’anomalie recherchée a déjà été identifiée chez un parent ou si une symptomatologie évoquant un trouble génétique a été dépistée au cours du développement fœtal, comme en cas de trisomie 21. En 2012, des tests génétiques prénataux ont été réalisés chez plus de 41 000 fœtus.
Génétique prénatal : l’analyse de l’ADN fœtal circulant dans le sang maternel change la donne
 
Il est désormais possible d’analyser des fragments d’ADN fœtal présents dans le sang de la mère et récoltés à partir d’une simple prise de sang chez cette dernière. Cette pratique constitue un progrès important car elle évite des prélèvements invasifs et leurs risques.
 
Deux tests sont déjà proposés en routine avec cette méthode : la détermination du sexe de l’enfant dans le cadre d’un diagnostic prénatal de maladies associées au chromosome X et la détermination du rhésus fœtal lorsque la mère est rhésus négatif. Le dépistage de la trisomie 21 par cette technique commence également à être proposé à certaines femmes et le nombre d’indications devrait rapidement progresser. Toutefois, l’Agence de biomédecine se dit vigilante sur le plan éthique, compte tenu des dérives possibles à venir, liées à la facilité d’analyse de l’ADN fœtal par cette méthode.
Des tests génétiques peuvent également être effectués chez des personnes ne présentant aucun symptôme, mais ayant un risque d’être porteurs d’une mutation associée à une maladie grave et désirant concevoir un enfant. Le résultat du test permet alors d’évaluer le risque de transmettre la maladie à sa descendance.
Le diagnostic préimplantatoire
 
Un couple susceptible de transmettre une maladie génétique grave à sa descendance peut demander un test génétique préimplantatoire. Ce test consiste à rechercher l’anomalie génétique dans le génome d’embryons conçus par fécondation in vitro, avant implantation dans l’utérus de la mère.
 
La maladie recherchée doit présenter un risque élevé de transmission (25 à 50% de risque), être grave et incurable. Des dizaines de maladies répondent à ces critères.
 
L’Agence de biomédecine suit l’activité des laboratoires effectuant des diagnostics préimplantatoires en France, à Paris, Montpellier, Strasbourg ou encore Nantes. En 2012, 464 couples ont été éligibles à un diagnostic préimplantatoire et 91 enfants sont nés après sélection d’embryons sains.
Le diagnostic de maladies pré-symptomatique (tests prédictifs)
Pour les maladies monogéniques :
Les tests génétiques prédictifs sont effectués chez des personnes qui ne présentent aucun symptôme, afin de prédire le risque de développer ultérieurement une maladie. Ces tests peuvent être hautement prédictifs : dans le cas de la maladie de Huntington, par exemple, la mutation cherchée est une condition nécessaire et suffisante pour développer la maladie.
Pour les maladies multifactorielles :

Il existe des tests prédictifs en cancérologie, notamment proposés lorsqu’une mutation a déjà été identifiée dans la famille. Ces tests apportent une indication concernant le risque de développer la maladie, mais en aucun cas une certitude : les facteurs environnementaux et personnels contribuent largement à la survenue d’un cancer, et les mutations génétiques recherchées lors de ces tests ne sont ni nécessaires, ni suffisantes à l’apparition d’un cancer.
Ainsi, lorsqu’une personne est porteuse d’une mutation sur le gène BRCA1 ou le gène BRCA2, son risque de développer un cancer du sein avant 70 ans est de 40 à 85%, alors qu’il est de 10% dans la population générale. Concernant le cancer de l’ovaire, le risque est de 10 à 60%, contre 1% dans le reste de la population. L’identification de cette susceptibilité permet une surveillance plus précoce et plus rigoureuse des sujets à risque (l’ablation des seins est parfois choisie par les patientes et l’ablation des ovaires recommandée en fonction de l’âge et du projet parental). De même, un test de susceptibilité aux cancers colorectaux héréditaires sans polypose(HNPCC ou syndrome de Lynch) est également disponible. Les personnes présentant une mutation de l’un des gènes de la famille MMR ont 40 à 70% de risque de développer un cancer colorectal avant l’âge de 70 ans.
D’autres tests sont disponibles pour des cancers du rein, des cancers plus rares comme le rétinoblastome, ou encore des néoplasies endocriniennes… Le nombre de tests prédictifs en cancérologie devrait progresser dans les années à venir, en raison de la découverte permanente de nouveaux gènes de susceptibilité associés aux différents cancers. A terme, la possibilité d’effectuer ces tests devrait s’ouvrir au plus grand nombre compte tenu des progrès techniques et de la baisse des coûts. Mais ils devront toujours être réalisés dans le cadre d’un conseil médical et d’une information préalable sur les conséquences possibles en fonction des résultats.
Pour d’autres maladies multifactorielles ayant une composante génétique, comme l’asthme, le diabète ou bien d’autres, aucun test génétique prédictif n’est disponible à ce jour. Plusieurs gènes de susceptibilité à ces maladies ont pourtant été découverts au cours des dernières années. Mais la valeur prédictive des variants identifiés est beaucoup trop faible pour avoir une signification clinique sur le risque de développer la maladie. Cette situation pourrait néanmoins évoluer dans le futur, par exemple en associant plusieurs variants génétiques et en intégrant des données biologiques pour augmenter la valeur prédictive du test.
Quand un test prédictif peut-il être considéré pertinent ?
 
Le centre de contrôle et de prévention des maladies américain (CDC) a proposé des règles, réunies au sein d’un modèle ACCE (validité Analytique, validité Clinique, utilité Clinique et respect de l’Ethique), qui permettent d’évaluer la pertinence de développer un nouveau test génétique.
 
Les critères fixés assurent que le test est réellement prédictif d’une maladie et que la valeur prédictive est satisfaisante. Le doublement du risque d’apparition de la maladie dans les années qui suivent est souvent considéré comme une valeur acceptable, mais ce seuil peut varier selon la gravité de la maladie et les conséquences pour le patient. En outre, le test doit être utile : un diagnostic positif doit pouvoir déclencher une prise en charge adaptée. En cancérologie, les tests permettent par exemple de renforcer la prévention ou le dépistage. Il existe toutefois des exceptions à cette règle : dans le cas de la maladie de Huntington un test génétique prédictif est disponible alors qu’il n’existe actuellement aucun moyen de prévenir le développement de la maladie ou de la traiter. Mais dans ce cas particulier et quelques autres, les patients évoquent le droit de savoir.
 
La pertinence d’un test génétique prend également en compte le respect de la dimension éthique, avec par exemple la nécessité d’une fin médicale (et non eugénique).
Les tests de pharmacogénétique
La pharmacogénomique consiste à étudier les caractéristiques génétiques d’un individu pour prédire la réponse de son organisme à un médicament : effets secondaires, risques de surdosages, ou encore inefficacité.
Ces tests permettent de détecter des variants génétiques associés à l’assimilation ou au contraire à la transformation/dégradation du médicament. En 2013, une trentaine de tests étaient disponibles. L’un d’eux permet par exemple de prédire la toxicité au traitement par 5-FU (chimiothérapie) en cas de cancers colorectaux ou du sein. Plus de 3 500 personnes en ont bénéficié en 2013. Autre exemple, un polymorphisme du gène HLA est associé à une hypersensibilité à l’abacavir, un antirétroviral utilisé contre le VIH.
La pharmacogénétique n’en est qu’à ses débuts : grâce à l’analyse des données génétiques des patients inclus dans les essais cliniques, les laboratoires pharmaceutiques développent de plus en plus souvent des tests génétiques associés à la réponse ou à la toxicité d’un traitement.

Comment sont effectuées les analyses génétiques ?
Deux principales approches d’analyses du génome sont utilisées dans le cadre des tests génétiques :
*         La génétique moléculaire, qui consiste à analyser la molécule d’ADN pour détecter des mutations ou autres anomalies de façon ciblée sur le génome. Elle fait appel à des techniques de biologie moléculaire.
*         La cytogénétique, qui consiste à étudier le nombre et la forme des chromosomes pour détecter des remaniements affectant des fragments chromosomiques ou des chromosomes entiers. Le plus souvent, cette étude s’appuie sur l’observation du caryotype du patient, correspondant à la photographie de l’ensemble de ses chromosomes. C’est l’analyse la plus répandue chez les fœtus, avec près de 41 000 caryotypes réalisés en 2012.

Ces deux approches sont de plus en plus perméables, notamment de part l’utilisation croissante d’outils communs tels que les puces à ADN. Environ 14 000 tests ont été effectués avec puces à ADN en 2013 en France, et l’utilisation de cet outil devrait croître dans les années à venir. Cette technique associe l’aspect global du caryotype et la haute résolution de l’hybridation ciblée de la génétique moléculaire. Les puces à ADN permettent de détecter des remaniements chromosomiques cent fois plus petits que ne le permettait jusque-là le caryotype. Dès lors, le risque devient celui de découvrir une autre maladie que celle recherchée… Le comité d’éthique de l’Inserm se penche actuellement sur cette question : que faire d’une information importante pour la santé découverte de façon fortuite, que l’individu n’a pas demandé à savoir et n’est pas forcément désireux d’entendre ?
 
Les tests en vente sur internet et leurs dangers
 
Des tests génétiques sont vendus directement par internet par des sociétés extérieures au système de santé. Les tests proposés ne sont pas forcément validés et ces services sont souvent proposés sans aucune intervention de professionnels de santé. Ce manque constitue un risque de désinformation majeure sur les conséquences possibles des résultats, dans un sens ou dans l’autre. Un conseil en génétique est absolument fondamental pour encadrer toute réalisation de test génétique.
Il existe 229 laboratoires de génétique constitutionnelle postnatale en France. Leur activité est suivie par l’Agence de biomédecine, en collaboration avec Orphanet (portail de référence sur les maladies rares et les médicaments orphelins, coordonné par l’Inserm). Parmi eux, 200 pratiquent des tests de génétique moléculaire et 111 des tests de cytogénétique. Pour 60% des maladies qui bénéficient d’un test génétique (environ 880 sur 1 500), le diagnostic génétique est complexe et nécessite l’expertise d’un laboratoire particulier en France.

Les tests de génétique somatique
Les tests de génétique somatique (non héréditaire) consistent à analyser le génome des cellules cancéreuses pour détecter des mutations survenues spécifiquement dans la tumeur et prédire la réponse à un traitement ciblé. On parle de « test compagnon ». Ils sont réalisés à partir d’une biopsie (ou d’une prise de sang pour les cancers hématopoïétiques), dans l’une des 28 plateformes de génétique moléculaire réparties sur tout le territoire français et rattachées à des établissements hospitaliers.
En 2011, 55 000 patients atteints de cancer ont bénéficié d’un de ces tests en vue d’utiliser l’un des 14 traitements spécifiques d’une anomalie génétique disponibles. Parmi ces patients, 20 000 étaient atteints d’un cancer du poumon et ont bénéficié de la recherche des mutations du gène EGFR, biomarqueurs de la sensibilité au gefitinib.

Détection d'anomalies chromosomiques tumorale
Compte tenu de l’arrivée massive de traitements ciblés en cancérologie, ces tests sont amenés à largement se développer. Plusieurs programmes de recherche clinique sont en cours en France, comme SHIVA à l’Institut Curie, MOSCATO à l’Institut Gustave Roussy, ou encore le programme AcSé coordonné par l’Institut national du cancer pour tester la faisabilité d’un séquençage du génome tumoral en routine, afin de permettre au plus grand nombre de patients possible de bénéficier de traitements ciblés.

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Les perturbateurs endocriniens

Dossier réalisé en collaboration avec Robert Barouki (unité 1124 Inserm/Université Paris Descartes, Toxicologie, pharmacologie et signalisation cellulaire, Paris) - octobre 2015
Les perturbateurs endocriniens regroupent une vaste famille de composés capables d'interagir avec le système hormonal, et notamment avec notre métabolisme ou nos fonctions reproductrices. Leur étude représente un enjeu majeur pour la recherche, le corps médical et les pouvoirs publics car les sources d'exposition sont nombreuses et difficiles à maîtriser, tandis que les conséquences biologiques de ces expositions sont encore mal appréhendées et complexes à étudier.
Il existe de nombreuses définitions pour décrire ce que sont les perturbateurs endocriniens. Celle qu'a établie l'Organisation mondiale de la santé en 2002 est la plus acceptée : un perturbateur endocrinien est "une substance exogène ou un mélange qui altère la/les fonction(s) du système endocrinien et, par voie de conséquence, cause un effet délétère sur la santé d’un individu, sa descendance ou des sous-populations".

Le système hormonal sous le feu des perturbateurs endocriniens
 
C'est quoi la perturbation endocrinienne ?

Le système endocrinien regroupe les organes qui sécrètent des hormones : thyroïde, ovaires, testicules, hypophyse… Il libère ces médiateurs chimiques dans la circulation sanguine pour agir à distance sur certaines fonctions de l'organisme comme la croissance, le métabolisme, le développement sexuel, le développement cérébral, la reproduction… Les perturbateurs endocriniens altèrent le fonctionnement habituel de l'organisme en interagissant avec la synthèse, la dégradation, le transport et le mode d’action des hormones. Ces molécules se caractérisent donc par un effet toxique non pas direct, mais indirect, via les modifications physiologiques qu'elles engendrent.
Historiquement, les perturbateurs endocriniens ont commencé à attirer l'attention des chercheurs dès les années 1950. Mais c'est l'affaire du distilbène qui, dans les années 1970, a fait exploser le sujet sur la scène scientifique et médiatique (voir encadré). Depuis, on connaît plus précisément les mécanismes d'actions de ces substances. Selon le produit considéré, ils vont :
*         modifier la production naturelle de nos hormones naturelles (œstrogènes, testostérone) en interférant avec leurs mécanismes de synthèse, de transport, ou d'excrétion ;
*         mimer l'action de ces hormones en se substituant à elles dans les mécanismes biologiques qu'elles contrôlent ;
*         empêcher l'action de ces hormones en se fixant sur les récepteurs avec lesquels elles interagissent habituellement.
En découle un certain nombre de conséquences potentielles pour l'organisme, propres à chaque perturbateur endocrinien : altération des fonctions de reproduction, malformation des organes reproducteurs, développement de tumeurs au niveau des tissus producteurs ou cibles des hormones (thyroïde, sein, testicules, prostate, utérus…), perturbation du fonctionnement de la thyroïde, du développement du système nerveux, modification du sex-ratio…
Aujourd'hui, la définition du champ d'action des perturbateurs endocriniens tend à s'élargir. Certains organes clés, qui ne sont pas considérés comme des glandes endocrines à proprement parler, produisent des hormones qui apparaissent elles aussi comme des cibles potentielles des perturbateurs endocriniens : la leptine du tissu adipeux qui intervient dans la régulation du métabolisme, l'IGF-1 produite par le foie qui agit comme un facteur de croissance…

Distilbène, l'histoire à retardement d'un médicament hormonal
Au début des années 1970, un chercheur américain, Arthur L Herbst, a observé la recrudescence d'une forme rare de cancers gynécologiques chez des adolescentes et de jeunes adultes. L'analyse de ces cas a montré que ces femmes étaient nées de mères qui avaient pris du distilbène, un œstrogène de synthèse, prescrit à l'époque pour prévenir les fausses couches durant la grossesse. Rapidement, le lien entre l'exposition du fœtus au distilbène et l'altération de ces organes reproducteurs (cancers, stérilité) a été établi. Depuis, il apparaît que les enfants nés de cette génération exposée in utero, ont, eux aussi, un sur-risque de pathologies gynécologiques.

Air, eau, aliments… : les sources d'exposition sont multiples
Il existe une grande diversité parmi les perturbateurs endocriniens, et les sources de contamination auxquelles hommes et animaux sont exposés sont également nombreuses. En effet, ces composés peuvent être présents dans des produits manufacturés ou des aliments d'origine végétale ou animale. Ils sont pour la plupart issus de l'industrie agro-chimique(pesticides, plastiques, pharmacie…) et de leurs rejets. Beaucoup sont rémanents : ils persistent dans l'environnement de longues années et peuvent être transférés d'un compartiment de l'environnement à l'autre (sols, eau, air…) de longues années après qu'ils aient été produits.
Les hormones naturelles ou de synthèse constituent une source importante de perturbateurs endocriniens : œstrogènes, testostérone, progestérone... et les produits de synthèse mimant leurs effets sont souvent utilisés en thérapeutique (contraception, substitution hormonale, hormonothérapie). Elles entraînent un risque indirect en rejoignant les milieux naturels, après avoir été excrétées dans les rejets humains ou animaux. Y sont adjoints les phytoestrogènes naturellement présents dans certaines plantes (soja, luzerne).
 
Le bisphénol, voleur d'identité

Un second groupe de perturbateurs endocriniens, bien plus large, rassemble tous les produits chimiques et sous-produits industriels qui peuvent interférer avec le système endocrinien de l'homme ou de l'animal. Il comporte à l'heure actuelle plus d'un millier de produits, de nature chimique variée. Parmi les plus fréquents, on peut citer:
*         des produits de combustion comme les dioxines, les furanes, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)…
*         des produits industriels ou domestiques comme :
*         - les phtalates, ou le bisphénol A utilisés dans les plastiques ;
*         - les parabènes, conservateurs utilisés dans les cosmétiques ;
*         - les organochlorés (DDT, chlordécone…) utilisés dans les phytosanitaires ;
*         - l'étain et dérivés utilisés dans les solvants.
La recherche face à de nouveaux paradigmes
L'étude des perturbateurs endocriniens est aujourd'hui très importante pour la santé, mais aussi pour l'environnement. Mais, cette recherche doit relever plusieurs défis, liés aux particularités de ces substances. En effet, l’étude de la toxicité d'une molécule est classiquement réalisée en exposant des cellules ou des tissus à des doses croissantes de la molécule en question. Or, cette approche ne peut suffire lorsqu’il s’agit des perturbateurs endocriniens, et ce pour plusieurs raisons :
La première se rapporte aux doses d'exposition : l'exposition à une dose forte n'a pas le même impact qu'une dose faible à laquelle un individu est exposé de façon chronique. Ainsi, si l'exposition à une dose unique d’un produit est sans risque pour l'organisme, la répétition de cette exposition au cours du temps peut perturber le système hormonal. Et le délai d'apparition des effets délétères des perturbateurs endocriniens, parfois prolongé, peut compliquer encore cette analyse.
 


Une dent contre le Bisphénol

La seconde difficulté tient aux périodes de vulnérabilité des êtres vivants face au risque toxique : un organisme ne subit pas les mêmes effets lorsque le contact avec un perturbateur endocrinien a lieu in utero, avant ou après la puberté. L'effet transgénérationnel de certains d'entre eux montre aussi que le risque sanitaire ne concerne pas uniquement la personne qui est exposée, mais aussi sa descendance.
Enfin, l'effet cocktail des perturbateurs endocriniens est complexe à mettre en évidence : il découle de l'addition des effets délétères de plusieurs composés à faibles doses, qui agissent sur les mêmes mécanismes biologiques. Ensemble, ils peuvent perturber l'organisme sans que chacun, pris isolément, n'ait d'effet. Par ailleurs, il peut y avoir des interactions entre perturbateurs endocriniens agissant par des mécanismes différents.
A côté de la spécificité liée aux substances incriminées, la complexité du système hormonal rend la recherche encore plus complexe : en effet, les régulations endocriniennes ne font pas intervenir une mais plusieurs hormones interagissant entre elles. Il peut donc être particulièrement difficile de prédire l'ensemble des conséquences biologiques d'un perturbateur endocrinien.
 


Cohorte SEPAGES, les bébés alertés

Malgré toutes ces difficultés, les pouvoirs publics et les chercheurs déploient plusieurs niveaux de vigilance pour réduire les risques d'exposition et repérer les perturbateurs endocriniens potentiels :
*         les études écotoxicologiques, conduites en milieu aquatique, et les études épidémiologiques, conduites au sein d'une population, sont utiles pour corréler certains événements, parfois rares, à l'exposition à certaines substances. Le lien de causalité suspecté à travers de telles études doit cependant être apporté par des études conduites in vitro et/ou in vivo ;
 
Des cohortes nationales pour mieux évaluer l'exposition des populations vulnérables 
- La cohorte ELFE (pour Etude longitudinale française depuis l’enfance), a été lancée en 2011, sous la coordination de l’unité mixte Ined-Inserm-EFS Elfe : elle suit aujourd'hui 20 000 enfants, nés en 2011. Son objectif principal est l’étude les déterminants environnementaux et sociétaux qui, de la période intra-utérine à l'adolescence, peuvent impacter le développement et la santé des enfants. Un volet de cette étude a permis de collecter des échantillons biologiques chez 8 000 mères. Ils pourront aider à repérer d'éventuelles corrélations entre événement de santé et une imprégnation par des perturbateurs endocriniens in utero.
- La cohorte PELAGIE (pour Perturbateurs endocriniens : étude longitudinale sur les anomalies de la grossesse, l’infertilité et l’enfance) suit, depuis 2002, 3 500 couples mères-enfants habitant en Bretagne. Conduite par l'équipe "Recherches épidémiologiques sur l’environnement, la reproduction et le développement" de l’Institut de recherche en santé, environnement et travail (Irset, unité 625 Inserm/Université de Rennes 1/EHESP), PELAGIE vise à étudier l'impact de contaminants environnementaux sur le développement intra-utérin, puis sur celui de l'enfant. D'ores et déjà, elle a montré plusieurs corrélations, comme l'exposition à certains polluants organiques (DDT, PCB) sur le délai de conception d'un enfant, ou l'exposition à un herbicide du maïs et le retard de croissance intra-utérin. L'étude est toujours en cours.
*         les études toxicologiques in vitro permettent d'appréhender la toxicité des composés chimiques considérés comme suspects. Pour parfaire ce travail, différents systèmes de cellules en culture sont utilisés : cellules de l'hypophyse, du foie, cellules mammaires, cellules reproductrices... Il faut savoir que, depuis 2007, la législation européenne impose aux fabricants de soumettre chacun de leurs produits chimiques à des tests toxicologiques différents selon la nature du produit (système REACH) ;
*         des modèles d'études in vivo (chez l'animal) sont indispensables pour appréhender l'effet toxique global d'un perturbateur endocrinien. Toutefois, des techniques récentes utilisant le haut débit commencent à être développées pour déterminer, par exemple, le profil d'expression du génome ou des protéines, in vitro, sur des cellules ou des tissus.
 
Une stratégie nationale
En 2014, le gouvernement a adopté la première stratégie nationale sur les perturbateurs endocriniens. Elle vise à articuler recherche, surveillance et réglementation pour prévenir et limiter l'exposition de la population à ces substances, et en particulier les plus vulnérables (femmes enceintes, enfants). Elle s'inscrit maintenant dans le troisième plan national santé-environnement (PNSE3). 
Cette stratégie comporte quatre axes principaux :
- l'information des citoyens,
- le soutien à la recherche sur les perturbateurs endocriniens et sur le développement d'alternatives non toxiques à ces produits. Pour accélérer ce mouvement, le gouvernement souhaite proposer une plateforme public-privée des méthodes d'évaluation et de validation de test des substances pour que l'évaluation de nouveaux composés devienne précoce, systématique et formalisée ;
- la programmation d'expertises conduites par les institutions en charge de la sécurité sanitaire (ANSM, ANSES) afin de statuer annuellement sur plusieurs substances suspectées à risque,
- la mise en place d'une réglementation spécifique. La France est, avec le Danemark, l'un des pays les plus engagés pour la régulation relative aux perturbateurs endocriniens. C'est dans le cadre de cette stratégie qu'ont été récemment adoptés le contrôle des phtalates dans les jouets ou l'élimination du bisphénol A des tickets de caisse. Le gouvernement entend soutenir cette stratégie au niveau de l'Europe en appuyant la définition d'une législation européenne spécifique par l'Union européenne, attendue pour la fin 2016.

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Troubles de l’audition / surdités

Dossier réalisé en collaboration avec Jean-Luc Puel (unité Inserm 1051 /université de Montpellier, Institut des neurosciences de Montpellier) – avril 2016

Le nombre de cas ne cessant de progresser avec l’âge, la surdité affecte 6% des 15-24 ans et plus de 65% des 65 ans et plus. Face à cette problématique, la recherche est particulièrement active : au cours de la dernière décennie, des avancées spectaculaires ont été réalisées dans la compréhension des mécanismes et des facteurs génétiques responsables des troubles auditifs. Les récents progrès technologiques devraient permettre d’améliorer les performances des aides auditives et des implants existants, et les scientifiques espèrent désormais pouvoir régénérer des cellules ciliées de l’oreille interne par la thérapie génique.

Cochlée en microscopie électronique à balayage : sur la membrane spirale se trouvent les cellules ciliées.
En France, chaque année, près d’un millier de nouveau-nés (0,25%) sont affectés desurdité. Dans 40% des cas, le trouble est sévère et profond, avec de lourdes conséquences sur l’acquisition du langage oral et sur le développement socio-affectif de l’enfant. Trois quarts des ces surdités sont d’origine génétique (liées à une anomalie de l’oreille), les autres étant acquises au cours de la grossesse ou pendant la période périnatale.

Le nombre de cas ne cesse ensuite de progresser avec l’âge, la surdité touchant  6% des 15-24 ans, 9% des 25-34 ans, 18% des 35-44 ans et plus de 65% des plus de 65 ans. Il s’agit alors de surdités acquises au cours de la vie, suite à des traumatismes acoustiques, des maladies (otites chroniques dans environ 20 % des cas, tumeurs, etc.), des accidents (plongée) ou encore des toxicités médicamenteuses. La plupart de ces facteurs contribue à la destruction progressive de cellules qui jouent un rôle central dans les mécanismes de l’audition (voir plus loin). Le vieillissement peut être associé aux mêmes phénomènes, conduisant à une perte auditive qui apparaît le plus souvent à partir de 50-60 ans. On parle alors de presbyacousie.
Plusieurs degrés de pertes auditives sont observés :
*         légères (perte auditive de 20 à 40 dB),
*         moyennes (perte auditive de 40 à 70 dB),
*         sévères (perte auditive de 70 à 90 dB),
*         profondes (perte auditive de 90 à 120 dB).
Ces pertes auditives entraînent des conséquences variables sur la vie sociale. Les surdités moyennes ont un impact négatif sur les apprentissages scolaires, le développement cognitif et l’adaptation sociale. Les surdités profondes ne permettent pas l’acquisition du langage oral. Chez les personnes de plus de 65 ans, une perte d’audition est associée à un déclin cognitif (altération de la mémoire, des capacités d’attention ou encore de l’utilisation de certains éléments de langage), sans pour autant favoriser la survenue d’une démence de type maladie d’Alzheimer. Ce déclin est sans doute lié à un isolement social progressif.
Les surdités acquises sont assez fréquemment accompagnées d'acouphènes, une perception auditive (battements, grésillements, sifflements) en l'absence de tout stimulus externe, qui peut être très invalidante.

Le son converti en signal électrique
L’audition résulte du couple oreille-cerveau. L’oreille capte les ondes sonores et transmet les vibrations jusqu’à la cochlée. Là, des cellules ciliées les transforment en signaux électriques transmis jusqu’au cerveau par le nerf auditif. C’est à ce niveau que les sons seront traités, interprétés et mémorisés.
Pour assurer ses fonctions, l’oreille est divisée en trois parties : l’oreille externe se compose du pavillon (la partie visible) et du conduit auditif qui mène jusqu’au tympan. Son rôle est de capter, amplifier et focaliser les sons vers l’oreille moyenne. Lorsque les ondes sonores frappent le tympan, celui-ci se met à vibrer. Ces vibrations parviennent jusqu’à l’oreille moyenne constituée de petits os articulés. Ces osselets les transmettent jusqu’à une membrane appelée fenêtre ovale, située à l’entrée de l’oreille interne. Cette dernière renferme la cochlée, une structure en forme de spirale composée de 15 000 cellules ciliées capables de transformer les vibrations en signaux électriques transmis au cerveau par le nerf auditif.
Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la destruction brutale ou progressive des cellules ciliées et du nerf auditif, provoquant un déficit auditif irrémédiable.

Fréquence et intensité du son
Un son correspond à une onde sonore captée par l’oreille et qui fait vibrer le tympan. Sa fréquence correspond au nombre de vibrations par seconde et s’exprime en Hertz. Si elle est faible, le son est grave, à l’inverse, si elle est élevée, le son est aigu. Les fréquences captées par les humains varient de 20 à 20 000 Hz. L’intensité, exprimée en décibels, dépend de l’amplitude des vibrations. Plus elle est importante, plus le son est fort. L'oreille humaine capte des intensités comprises entre 0 et 120 dB, niveau à partir duquel des structures de l'oreille interne peuvent être irréversiblement détruites.
Prévention majeure : réduire l’exposition aux bruits excessifs
L’exposition au bruit est une cause première de troubles de l’audition. Des niveaux sonores élevés détruisent de façon irréversible les cellules ciliées et altèrent les fibres nerveuses auditives. C’est le cas de nombreux bruits associés à des activités de loisirs (concerts, boîtes de nuit, baladeurs, etc.). La législation du travail a fixé des seuils de tolérance :
*         Au-delà de 85 dB, une exposition de plus de huit heures nécessite une protection,
*         Au-delà de 90 dB (perceuse), il faut limiter l’exposition à deux heures,
*         Au-delà de 100 dB (marteau piqueur), il ne faut pas dépasser quinze minutes d’exposition,
*         Passé 115 dB (explosion, avion au décollage), des bruits très brefs provoquent immédiatement des dommages irréversibles.
Il existe cependant une grande variabilité individuelle face au bruit. Certains gènes semblent notamment influer sur la sensibilité au traumatisme sonore.
Autre cause de surdité, l’ototoxicité de certains médicaments. Des antibiotiques (comme les aminoglycosides) ou des anticancéreux (en particulier le cisplatine) peuvent en effet être toxiques pour le système auditif. Là encore, on observe une variabilité individuelle considérable face à cette toxicité.


Le dépistage, à tous les âges
La recherche d’un déficit auditif peut être effectuée dès la naissance, de manière rapide, indolore et automatisée. Certains pays européens pratiquent même un dépistage systématique à la naissance. Par la suite, la médecine scolaire ou l’entourage peuvent déceler un déficit. Chez les enfants, les répercussions d'une surdité seront différentes selon qu'elle apparaît avant ou après l'acquisition du langage. Chez l'adulte, le dépistage est proposé dès l’âge de 45-50 ans dans le cadre de la médecine du travail, et plus précocement et régulièrement dans les situations à risque (travail en milieu bruyant, militaires, etc.).
Lorsque le dépistage décèle un risque de déficience, des tests réalisés dans un cadre spécialisé permettent de définir le type de surdité et son importance.
*         L’audiométrie tonale est le test le plus courant. Il consiste à rechercher des réflexes ou des réactions en réponse à des émissions de sons, pour des fréquences allant le plus souvent de 125 Hz (graves) à 8 000 Hz (aiguës),
*         L’audiométrie vocale permet d’évaluer la compréhension. Le sujet doit répéter correctement des mots simples et courants de différentes intensités,
*         Les otoémissions acoustiques sont des vibrations générées par les cellules ciliées externes de la cochlée suite à une stimulation sonore. Leur enregistrement permet de vérifier que ces cellules et l’oreille moyenne fonctionnent correctement. Il s’agit d’un bon outil de dépistage néonatal,
*         Les potentiels évoqués auditifs automatisés s’enregistrent grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu, en stimulant les oreilles avec une intensité sonore. Ce test permet de vérifier le fonctionnement de la cochlée et du nerf auditif.
Les spécialistes constatent que les tests classiques ne permettent pas toujours de dépister une atteinte partielle des fibres des nerfs auditifs, une partie d’entre elles étant suffisante pour analyser les sons. Ainsi, face à des tests normaux mais une plainte persistante d’un patient, notamment une plainte correspondant à une mauvaise compréhension en environnement bruyant, il est nécessaire d’effectuer une audiométrie vocale en environnement bruyant.
Des traitements de plus en plus sophistiqués
Les traitements consistent à rétablir ou à augmenter l'intensité des vibrations parvenant à l'oreille interne, ou à corriger l'anomalie à l'origine de la surdité. Ainsi, lorsque le trouble auditif est lié à un défaut de fonctionnement de la chaîne tympano-ossiculaire, comme une perforation du tympan, une destruction ou un blocage des osselets, l’anomalie peut être corrigée par chirurgie.
Les aides auditives
En cas de déficits auditifs légers à modérés, des aides auditives conventionnelles, dites en conduction aérienne, sont proposées aux patients. Leur fonctionnement repose sur la captation du son par un ou plusieurs microphones. Le signal capté est traité par un microprocesseur, amplifié puis réémis via un écouteur placé dans le conduit auditif externe. Des aides en conduction osseuse peuvent également être utilisées. Elles permettent de stimuler directement l’oreille interne à travers les os du crâne : les vibrations sonores sont captées par un microphone et transmises à l’os temporal par un vibrateur placé derrière l’oreille. Les vibrations de la paroi osseuse autour de la cochlée sont alors transférées aux cellules ciliées.

Les implants

Chirurgie : pose d'un implant cochléaire par le Professeur Olivier Sterkers (ORL) et son équipe, hôpital Beaujon, Clichy.
Pour les surdités très sévères, voire totales, des implants sont recommandés. Il en existe deux types : l’implant d’oreille moyenne fonctionne à l’image des aides en conduction osseuse. Il est fixé sur un osselet ou à proximité de l'oreille interne, capte les vibrations et les transmet à l’oreille interne. L’implant cochléaire comprend quant à lui un processeur externe qui transforme les sons en signaux électriques. Ces derniers sont transmis (sous forme d’ondes) à la partie interne de l’implant. Le rôle de celle-ci est d’émettre des impulsions électriques (grâce à des électrodes) qui stimulent les fibres du nerf auditif. Avec cette technique, la compréhension requiert du temps et un apprentissage pour intégrer les informations reçues. Globalement, comprendre dans le silence est acquis par la grande majorité des patients, mais une conversation dans le bruit ou la musique est une situation sonore difficile. Chez l’enfant atteint de surdité profonde, l’implantation cochléaire précoce (entre 12 et 24 mois) a montré d’excellents résultats sur l’acquisition du langage oral.
Une nouvelle tendance consiste à associer aides auditives et implants chez certains patients souffrant de surdités sévères, mais chez lesquels il existe un reliquat d’audition : les implants stimulent la cochlée pour mieux percevoir les sons, particulièrement en fréquences aigues, et les aides auditives augmentent la perception des sons graves.

Et demain ?
Vers une meilleure connaissance des mécanismes auditifs
Les chercheurs connaissent encore mal l’histoire naturelle de la surdité et tentent de comprendre pourquoi certaines personnes sont plus vulnérables que d’autres au bruit, ou connaissent une perte des cellules ciliées ou des fibres nerveuses auditives liée à l’âge plus rapide.
Il a récemment été établi qu’il existe deux types de fibres nerveuses connectées aux cellules ciliées dans la cochlée. Parmi elles, 95% des fibres transmettent l’information sonore au cerveau et les 5% restantes sont des fibres différentes (non myélinisées) et spécialisées dans la transmission d’un signal d’alerte en cas de bruit trop intense, si les cellules ciliées sont malmenées. Concrètement, au-delà d’un certain seuil d’inconfort, ces fibres sont activées et transmettent au cerveau un message douloureux (ou en tout cas désagréable), permettant de prévenir l’individu sur la nécessité de retrouver un environnement plus calme. C’est cette seconde catégorie de fibres qui vient d’être découverte. Elle pourrait jouer un rôle dans la vulnérabilité individuelle au bruit et des travaux sur ce sujet sont en cours.

Avancées en génétique
L’identification de mutations génétiques responsables de surdités constitue, par ailleurs, un axe récent de recherche. Ces mutations affectent des gènes codant pour des protéines impliquées dans le développement ou le fonctionnement de la cochlée. Les surdités génétiques sont le plus souvent des maladies monogéniques, c’est-à-dire impliquant l’altération d’un seul gène. L’un d’eux, DFNB1, découvert en 1997 par l’équipe de Christine Petit dans l’unité de génétique des déficits sensoriels de l'Institut Pasteur, explique à lui seul 50% des surdités congénitales. La connaissance de ces gènes permet de réaliser des diagnostics moléculaires et du conseil génétique pour les familles concernées. Dans certains cas, elle contribue également au choix de la méthode de réhabilitation.

Thérapie génique pour les cellules ciliées
Les scientifiques envisagent la régénération par la thérapie génique des cellules ciliées endommagées. Des résultats prometteurs ont en effet déjà été obtenus sur des cochlées d'oiseaux. L’idée est d’obtenir de nouvelles cellules auditives fonctionnelles à partir de cellules de soutien qui restent présentes après la mort des cellules ciliées. Le transfert du gène Math1 dans l’oreille interne (grâce à un virus) permet d’induire la différenciation des cellules de soutien en cellules sensorielles fonctionnelles. Les données disponibles indiquent qu’il suffirait d’obtenir quelques dizaines de cellules sensorielles pour améliorer considérablement les performances des implants cochléaires.

Améliorations technologiques
Des progrès technologiques devraient permettre d’améliorer les performances des aides auditives et des implants. À ce jour, les implantés cochléaires rencontrent de grandes difficultés en cas de sources sonores multiples ou en présence de sons complexes tels que de la musique. Les chercheurs expérimentent l’augmentation du nombre d’électrodes, du nombre d’impulsions électriques par seconde, ou encore la prise en compte des variations rapides de fréquences.


Traitements transtympaniques

La perte des cellules ciliées résulte en grande partie d’un programme actif de mort cellulaire, appelé apoptose, qui dépend de la nature du stress qui le déclenche (traumatisme acoustique, type de médicament ototoxique, etc.). La connaissance de ces mécanismes a permis d’identifier des cibles thérapeutiques pour s’y opposer.
Ainsi, on songe aujourd’hui à l’utilisation de substances telles que des neurotrophines - pour protéger les neurones et favoriser la repousse des neurites - et des anti-apoptotiques - pour prévenir la mort des cellules sensorielles. Afin d’être en mesure d’administrer ces substances au cœur de l’oreille interne et de façon chronique chez les patients, l’Inserm et le CEA développent actuellement un système de pompe implantable.  Testé chez l’homme, il doit toutefois encore être miniaturisé. Cette pompe sera implantée dans le rocher, une voie couramment utilisée pour les implants cochléaires. Un tel dispositif ne pourra pas être proposé à toutes les personnes âgées malentendantes (presbyacousiques). En revanche, il pourrait être intéressant pour des sujets jeunes atteints d’une presbyacousie précoce et très évolutive.
La pharmacologie locale pourrait prendre une place de plus en plus importante pour protéger les cellules ciliées, préserver celles restantes chez les patients équipés d’un implant cochléaire ou encore prévenir la fibrose locale provoquée par la mise en place d’un implant, qui menace souvent le reliquat auditif des patients.

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Parutions

 
Quand les souvenirs refont surface grâce à la stimulation électrique cérébrale…
 
Ils deviennent alors un outil précieux d’étude de la mémoire à long terme. Les stimulations électriques cérébrales chez certains patients épileptiques peuvent aboutir à la résurgence inattendue de souvenirs. Mais ces souvenirs induits sont rares et n’ont été que très peu étudiés. Des chercheurs ont analysé le contenu, la localisation et les paramètres de stimulation de tous les souvenirs induits publiés depuis 80 ans, pour cerner les « clés » permettant d’accéder aux réseaux de notre mémoire. Cette étude a été publiée le 23 avril 2017 dans la revue Neuroscience and Biobehavioral Reviews.
 
Des stimulations électriques cérébrales de faible intensité sont appliquées lors des bilans pré-chirurgicaux de patients épileptiques ou lors de chirurgies éveillées. Le but de ces stimulations de quelques secondes est de déterminer la connectivité et les limites du réseau épileptique, ou d’établir le rôle fonctionnel des structures stimulées avant d’opérer un patient. Elles sont indolores pour les patients.
De manière intrigante, ces stimulations sont parfois à l’origine de réminiscences. Mettons-nous en situation avec un exemple. Voici ce qu’a ressenti un patient épileptique de 37 ans juste au moment de la stimulation de l’amygdale cérébrale gauche :
« Le patient : Là je sens quelque chose. Quelque chose de déjà-vu. Une image d'un lieu... J'ai vu Pibrac. J'ai grandi à Pibrac… La rue principale. Le médecin : Vous avez vu la rue principale ?  Le patient : Oui. Le médecin : Vous y étiez ? Le patient : Oui… Je suis devant le bar "St Germaine", c'est comme ça qu'il s'appelle. Je marche devant entre la Catalane, le primeur, et St Germaine à Pibrac sur la rue principale. Pas loin de l'église et je marche. »

Il s’agit d’un exemple parmi d’autres : certains patients peuvent entendre la musique publicitaire de Mc Donald ou un morceau des Pink Floyd, revoir une chambre jaune qui leur est familière ou se trouver projetés dans le hall d’entrée de leur lieu de travail.

Wilbur Penfield, un neurochirurgien canadien, fut le premier à induire ce type de réminiscences dans les années 1930. Elles seront reproduites pendant les décennies suivantes par d’autres équipes. Les souvenirs induits correspondaient, selon Penfield, à l’intégralité des expériences passées des individus, les stimulations rejouant à la manière d’un magnétophone le souvenir. Cette théorie d’une mémoire hautement stable, stockant et « rejouant » tout dans les moindres détails, peut paraitre simpliste. Mais il s’agit d’une idée commune, très ancrée dans l’inconscient collectif. Pourtant aucune étude ne s’est intéressée jusqu’à maintenant au contenu réel de ces souvenirs induits, préalable nécessaire pour mieux comprendre les traces de la mémoire et les mécanismes de modulation de celle-ci par les stimulations électriques.

Les chercheurs ont donc revu 80 ans de littérature rapportant des réminiscences induites par les stimulations électriques cérébrales. Ils y ont ajouté leurs propres données. 273 souvenirs ont pu être collectés. Leur contenu a été spécifiquement étudié selon les conceptions modernes de la mémoire, ce qui n’avait jamais été fait. Si l’on suit la pensée de Penfield, une majorité de souvenirs autobiographiques, très riches en détails et correspondant à l’intégralité d’une expérience unique passée, devrait être observée.

Ce n’est pas le cas. Les chercheurs observent de manière surprenante une très large variété de souvenirs, qui couvrent tous les aspects de la mémoire à long terme, allant même jusqu’à des souvenirs de rêves. Mais la plupart d’entre eux sont très pauvres en détails, avec très peu de souvenirs vraiment autobiographiques. Ces résultats ne corroborent donc pas la théorie d’une mémoire hautement stable et suggèrent qu’il s’agit d’un neuromythe. Même si ces souvenirs restent exceptionnels, les résultats de cette étude suggèrent que le rappel de souvenirs pourrait être activé de manière prédictible par une stimulation électrique. En effet les chercheurs démontrent que le réseau de la mémoire ne peut être activé qu’à certains endroits précis. De plus, le contenu des souvenirs dépend de la localisation de la stimulation.