Signature génétique du syndrome de Down détectée dans des ossements anciens

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Ecris par Xavier

Des scientifiques ont diagnostiqué le syndrome de Down à partir de l’ADN des os anciens de sept nourrissons, dont l’un a jusqu’à 5 500 ans. Leur méthode, publiée dans la revue Nature Communications, pourrait aider les chercheurs à en savoir plus sur la façon dont les sociétés préhistoriques traitaient les personnes atteintes du syndrome de Down et d’autres conditions rares.

Le syndrome de Down, qui affecte 1 bébé sur 700 aujourd’hui, est causé par une copie supplémentaire du chromosome 21. Le chromosome supplémentaire produit des protéines supplémentaires, ce qui peut entraîner toute une série de changements, notamment des malformations cardiaques et des troubles d’apprentissage.

Les scientifiques ont du mal à retracer l’histoire de cette condition. Aujourd’hui, ce sont les mères plus âgées qui sont les plus susceptibles d’avoir un enfant atteint du syndrome de Down. Dans le passé, cependant, les femmes auraient été plus susceptibles de mourir jeunes, ce qui aurait pu rendre le syndrome de Down plus rare, et les enfants qui en étaient atteints auraient été moins susceptibles de survivre sans chirurgie cardiaque et autres traitements qui prolongent leur vie aujourd’hui.

Les archéologues peuvent identifier certaines conditions rares, telles que le nanisme, à partir des seuls os. Mais le syndrome de Down – également connu sous le nom de trisomie 21 – est une condition remarquablement variable.

Les personnes atteintes peuvent présenter différentes combinaisons de symptômes, et elles peuvent avoir des formes sévères ou plus légères. Par exemple, celles qui ont les yeux en amande caractéristiques du syndrome de Down peuvent avoir des squelettes relativement ordinaires.

Par conséquent, il est difficile pour les archéologues de diagnostiquer avec certitude des squelettes anciens atteints du syndrome de Down. “Vous ne pouvez pas dire, ‘Oh, ce changement est là, donc c’est une trisomie 21′”, a déclaré le Dr Julia Gresky, anthropologue à l’Institut archéologique allemand de Berlin, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.

En revanche, il n’est pas difficile d’identifier le syndrome de Down génétiquement, du moins chez les personnes vivantes. Ces dernières années, les généticiens ont testé leurs méthodes sur l’ADN préservé dans les os anciens.

Cependant, cela a été difficile car les scientifiques ne peuvent pas simplement compter les chromosomes complets, qui se fragmentent après la mort.

En 2020, Lara Cassidy, généticienne à l’époque au Trinity College Dublin, et ses collègues ont utilisé pour la première fois de l’ADN ancien pour diagnostiquer un bébé atteint du syndrome de Down. Ils examinaient les gènes des squelettes enterrés dans un tombeau vieux de 5 500 ans dans l’ouest de l’Irlande. Les os d’un garçon de six mois contenaient des quantités anormalement élevées d’ADN du chromosome 21.

Depuis lors, Adam Rohrlach, statisticien à l’époque à l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionnaire de Leipzig, en Allemagne, et ses collègues ont développé une nouvelle méthode pour trouver la signature génétique, qu’ils peuvent utiliser pour examiner rapidement des milliers d’os.

L’idée est venue au Dr Rohrlach lorsqu’il a discuté avec un scientifique de l’institut des procédures de recherche d’ADN ancien. Parce que le séquençage de l’ADN de haute qualité est très coûteux, il s’est avéré que les chercheurs testaient les os avec un test bon marché, appelé séquençage par éclatement, avant d’en sélectionner quelques-uns pour des investigations ultérieures.

Si l’os préservait encore de l’ADN, le test révélait de nombreux fragments génétiques minuscules. Très souvent, ceux-ci provenaient de microbes qui se développent dans les os après la mort. Mais certains os contenaient également de l’ADN reconnaissable comme étant humain, et ceux qui avaient un pourcentage élevé étaient signalés pour des tests supplémentaires.

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Le Dr Rohrlach a appris que l’institut avait testé près de 10 000 os humains de cette manière, et les résultats de tous les séquençages par éclatement étaient stockés dans une base de données. Il est alors venu à l’esprit du Dr Rohrlach et de ses collègues qu’ils pourraient analyser la base de données à la recherche de chromosomes supplémentaires.

“Nous nous sommes dit, ‘Personne n’a jamais vérifié ce genre de choses'”, a déclaré le Dr Rohrlach.

Ils ont écrit un programme qui a trié les fragments d’ADN récupérés par chromosome. Le programme a comparé l’ADN de chaque os à l’ensemble des échantillons. Il a ensuite repéré les os particuliers qui contenaient un nombre inhabituel de séquences provenant d’un chromosome spécifique.

Deux jours après leur conversation initiale, l’ordinateur avait leurs résultats. “Il s’est avéré que notre intuition était bonne”, a déclaré le Dr Rohrlach, qui est maintenant maître de conférences à l’Université d’Adélaïde en Australie.

Ils ont découvert que la collection de l’institut comprenait six os avec de l’ADN supplémentaire du chromosome 21 – la signature du syndrome de Down. Trois appartenaient à des bébés âgés d’un an, et les trois autres à des fœtus décédés avant la naissance.

Le Dr Rohrlach a également poursuivi l’étude de 2020 du Dr Cassidy. Il a utilisé son programme pour analyser le séquençage par éclatement du squelette irlandais et a constaté qu’il portait également un chromosome 21 supplémentaire, confirmant son diagnostic initial.

De plus, le Dr Rohrlach a trouvé un autre squelette avec une copie supplémentaire du chromosome 18. Cette mutation cause une condition appelée syndrome d’Edwards, qui entraîne généralement la mort avant la naissance. Les os provenaient d’un fœtus mort à 40 semaines et étaient gravement déformés.

La nouvelle étude ne permet pas au Dr Rohrlach et à ses collègues de déterminer la fréquence du syndrome de Down dans le passé. De nombreux enfants atteints de cette condition sont probablement décédés avant l’âge adulte, et les os fragiles des enfants sont moins susceptibles d’être conservés.

“Il y a tellement d’incertitude dans l’échantillonnage et dans ce que nous pourrions et ne pourrions pas trouver”, a déclaré le Dr Rohrlach. “Je pense que ce serait un statisticien très courageux qui tenterait de tirer trop de conclusions de ces chiffres.”

Cependant, le Dr Rohrlach a trouvé significatif que trois enfants atteints du syndrome de Down et celui atteint du syndrome d’Edwards aient tous été enterrés dans deux villes voisines du nord de l’Espagne il y a entre 2 800 et 2 400 ans.

Normalement, les personnes de cette culture étaient incinérées après leur mort, mais ces enfants étaient enterrés à l’intérieur des bâtiments, parfois avec des bijoux. “C’étaient des bébés spéciaux qui étaient enterrés dans ces maisons, pour des raisons que nous ne comprenons pas encore”, a spéculé le Dr Rohrlach.

Le Dr Gresky ne pense pas que les preuves permettent d’exclure le hasard pour le regroupement de cas.

“Peut-être que les os étaient si bien conservés”, a-t-elle dit. “Peut-être que les archéologues étaient si bons et bien formés qu’ils les ont tous sortis. Peut-être qu’ils étaient enterrés d’une manière qui les rendait beaucoup plus faciles à trouver.”

Néanmoins, le Dr Gresky considère la nouvelle étude comme une avancée importante. D’une part, elle permettra aux archéologues de comparer les restes identifiés génétiquement comme atteints du syndrome de Down et de découvrir un ensemble caché de caractéristiques communes à tous leurs squelettes.

Et le Dr Gresky espère que d’autres chercheurs utiliseront l’ADN ancien pour éclairer les histoires cachées d’autres conditions rares : “Vous devez simplement les rechercher et en parler. Sinon, elles resteront invisibles.”

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