En séquençant l’ADN humain ancien et en le comparant à des échantillons modernes, l’équipe internationale d’experts a cartographié la propagation historique des gènes – et des maladies – au fil du temps, à mesure que les populations migraient.

Les résultats « stupéfiants » ont été révélés dans quatre articles de recherche novateurs publiés aujourd'hui (10 janvier 2024) dans le même numéro de Nature et fournir une nouvelle compréhension biologique des troubles débilitants.

Cette étude extraordinaire a impliqué une grande équipe internationale dirigée par le professeur Eske Willerslev des universités de Cambridge et de Copenhague, le professeur Thomas Werge de l'université de Copenhague et le professeur Rasmus Nielsen de l'université de Californie à Berkeley et a impliqué les contributions de 175 chercheurs du monde entier. .

Les scientifiques ont découvert :

• Les origines surprenantes des maladies neurodégénératives, dont la sclérose en plaques
• Pourquoi les Européens du Nord sont aujourd’hui plus grands que les Européens du Sud
• Comment une migration majeure, il y a environ 5 000 ans, a introduit des gènes à risque dans la population du nord-ouest de l'Europe, laissant en héritage des taux plus élevés de SEP aujourd'hui
• Être porteur du gène de la SEP était un avantage à l'époque, car il protégeait les anciens agriculteurs contre les maladies infectieuses provenant de leurs moutons et de leur bétail.
• Des gènes connus pour augmenter le risque de maladies telles que la maladie d'Alzheimer et le diabète de type 2 ont été attribués aux chasseurs-cueilleurs.
• On espère que de futures analyses en diront davantage sur les marqueurs génétiques de l'autisme, du TDAH, de la schizophrénie, du trouble bipolaire et de la dépression.

L’Europe du Nord présente la plus forte prévalence de sclérose en plaques au monde. Une nouvelle étude a révélé que les gènes qui augmentent considérablement le risque de développer la sclérose en plaques (SEP) ont été introduits dans le nord-ouest de l'Europe il y a environ 5 000 ans par des éleveurs de moutons et de bovins migrant de l'est.

En analysant l'ADN d'anciens os et dents humains, trouvés dans des endroits documentés en Eurasie, les chercheurs ont retracé la propagation géographique de la SEP depuis ses origines dans la steppe pontique (une région couvrant certaines parties de ce qui est aujourd'hui l'Ukraine, le sud-ouest de la Russie et l'Ouest). Région du Kazakhstan).

Ils ont découvert que les variantes génétiques associées à un risque de développer la SEP « voyageaient » avec le peuple Yamnaya, des éleveurs qui ont migré à travers la steppe pontique vers le nord-ouest de l'Europe.

Ces variantes génétiques ont fourni un avantage de survie au peuple Yamnaya, probablement en le protégeant des infections provenant de ses moutons et de son bétail. Mais ils augmentent également le risque de développer la SEP.

« Le fait que le peuple Yamnaya soit porteur des gènes à risque de SEP, même après son arrivée en Europe, a dû être un avantage certain pour le peuple Yamnaya, malgré le fait que ces gènes augmentaient indéniablement leur risque de développer la SEP », a déclaré le professeur Eske Willerslev, co-enseignant des universités de Cambridge et Copenhague et membre du St John's College, expert en analyse d'ADN ancien et directeur du projet.

Il a ajouté : « Ces résultats changent notre vision des causes de la sclérose en plaques et ont des implications sur la manière dont elle est traitée. »

L’âge des spécimens va du Mésolithique et du Néolithique jusqu’au Moyen Âge en passant par l’âge du bronze, l’âge du fer et la période viking. Le génome le plus ancien de l'ensemble de données provient d'un individu qui a vécu il y a environ 34 000 ans.

Les résultats fournissent une explication du « gradient Nord-Sud », dans lequel il y a environ deux fois plus de cas modernes de SEP en Europe du Nord qu'en Europe du Sud, ce qui a longtemps été un mystère pour les chercheurs.

D’un point de vue génétique, on pense que le peuple Yamnaya est l’ancêtre des habitants actuels d’une grande partie de l’Europe du Nord-Ouest. Leur influence génétique sur la population actuelle du sud de l’Europe est bien plus faible.

Des études antérieures ont identifié 233 variantes génétiques qui augmentent le risque de développer la SEP. Ces variantes, également affectées par des facteurs environnementaux et liés au mode de vie, augmentent le risque de maladie d'environ 30 pour cent. La nouvelle recherche a révélé que ce profil de risque génétique moderne de SEP est également présent dans les os et les dents vieux de plusieurs milliers d’années.

« Ces résultats nous ont tous stupéfaits. Ils constituent un énorme pas en avant dans notre compréhension de l'évolution de la SEP et d'autres maladies auto-immunes. Montrer l'impact du mode de vie de nos ancêtres sur le risque de maladie moderne montre à quel point nous sommes les bénéficiaires d'anciens systèmes immunitaires dans un monde moderne », a déclaré le Dr William Barrie, postdoctorant au département de zoologie de l'Université de Cambridge et co-auteur de l'article.

La sclérose en plaques est une maladie neurodégénérative dans laquelle le système immunitaire attaque par erreur « l'isolation » entourant les fibres nerveuses du cerveau et de la moelle épinière. Cela provoque des poussées de symptômes appelées rechutes ainsi qu'une dégénérescence à plus long terme, connue sous le nom de progression.

Le professeur Lars Fugger, co-auteur de l'étude sur la SEP et médecin consultant à l'hôpital John Radcliffe de l'université d'Oxford, a déclaré : « Cela signifie que nous pouvons désormais comprendre et chercher à traiter la SEP pour ce qu'elle est réellement : le résultat d'une mutation génétique. adaptation à certaines conditions environnementales survenues dans notre préhistoire.

Le professeur Astrid Iversen, autre co-auteur basé à l'Université d'Oxford, a déclaré : « Nous menons désormais des vies très différentes de celles de nos ancêtres en termes d'hygiène, de régime alimentaire et d'options de traitement médical et cela, combiné à notre histoire évolutive, signifie que nous pourrions être plus sensible à certaines maladies que nos ancêtres ne l'étaient, notamment les maladies auto-immunes telles que la SEP.

Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck — la ressource qui sous-tend les découvertes

Les nouvelles découvertes ont été rendues possibles grâce à l'analyse des données contenues dans une banque de gènes unique d'ADN ancien, créée par les chercheurs au cours des cinq dernières années grâce au financement de la Fondation Lundbeck.

Il s'agit de la première banque de gènes de ce type au monde et elle a déjà permis de nouvelles connaissances fascinantes dans des domaines allant des anciennes migrations humaines aux profils de risque génétiquement déterminés pour le développement de troubles cérébraux.

En analysant les os et les dents de près de 5 000 humains anciens, conservés dans des collections de musées en Europe et en Asie occidentale, les chercheurs ont généré des profils ADN allant du Mésolithique au Néolithique en passant par l'Age du Bronze, l'Age du Fer et la période Viking jusqu'au Moyen Âge. Ils ont comparé les données ADN anciennes à l’ADN moderne de 400 000 personnes vivant en Grande-Bretagne, conservé dans la biobanque britannique.

« Créer une banque de gènes d'ADN ancien provenant des anciens habitants humains de l'Eurasie était un projet colossal, impliquant une collaboration avec les musées de la région », a déclaré Willerslev.

Il a ajouté : « Nous avons démontré que notre banque de gènes fonctionne comme un outil de précision qui peut nous donner de nouvelles connaissances sur les maladies humaines, lorsqu'il est combiné avec des analyses de données actuelles sur l'ADN humain et des apports provenant de plusieurs autres domaines de recherche. incroyable, et il ne fait aucun doute qu’il a de nombreuses applications au-delà de la recherche sur la SEP. »

L'équipe prévoit désormais d'étudier d'autres affections neurologiques, notamment les maladies de Parkinson et d'Alzheimer, ainsi que des troubles psychiatriques, notamment le TDAH et la schizophrénie.

Ils ont reçu des demandes de chercheurs en maladies du monde entier pour accéder aux anciens profils d’ADN et visent à terme à rendre la banque de gènes en libre accès.

La recherche a été financée par une subvention de 8 millions d'euros de la Fondation Lundbeck et menée au Centre de géogénétique de la Fondation Lundbeck de l'Université de Copenhague.

Jan Egebjerg, directeur de recherche à la Fondation Lundbeck, a déclaré : « La justification de l'attribution d'une subvention de recherche aussi importante à ce projet, comme la Fondation Lundbeck l'a fait en 2018, était que si tout fonctionnait, cela représenterait une piste. un moyen flamboyant d'acquérir une compréhension plus profonde de la façon dont l'architecture génétique sous-jacente aux troubles cérébraux a évolué au fil du temps. Et les troubles cérébraux constituent notre domaine d'intervention spécifique.