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Un gène impliqué dans l'adaptation à la haute altitude

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Des chercheurs ont identifié un mécanisme génétique permettant au cœur, et à l'organisme d'une manière générale, de mieux s'adapter à la raréfaction de l'oxygène dans l'atmosphère. La découverte pourrait déboucher sur un traitement des insuffisances cardiaques.

Vue des hauts plateaux éthiopiens. Les chercheurs ont étudié le génome de la population de cette région qui a subi au cours des millénaires d’importants changements physiologiques et génétiques affectant leurs systèmes respiratoires et sanguins. © Andro96, licence CC BY-SA 2.0

« C'est la première fois qu'on découvre un gène responsable de l'adaptation à la haute altitude, essentiel pour protéger les fonctions cardiaques même au niveau de la mer », a souligné Gabriel Haddad, professeur de pédiatrie à l'hôpital des enfants Rady à San Diego. Cette découverte pourrait permettre la mise au point de médicaments contre l'insuffisance cardiaque, ont estimé des chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Californie, dont l'étude paraît dans la revue Pnas.

Ils ont étudié le génome de populations des hauts plateaux éthiopiens. Comme celles des Andes et de l'Himalaya, elles ont subi au cours des millénaires d'importants changements physiologiques et génétiques affectant leurs systèmes respiratoires et sanguins, contrairement à la population vivant à basse altitude.

Le séquençage de leur génome a révélé des variations du gène EDNRB apparemment liées aux fonctions cardiaques et susceptibles d'expliquer cette capacité d'adaptation, selon une étude publiée en février 2014 dans Genome Biology.

Des chercheurs ont identifié un mécanisme biologique permettant au cœur, et à l’organisme d’une manière générale, de mieux s’adapter à la raréfaction de l’oxygène dans l’atmosphère. © Pressmaster, Shutterstock.com

Le secret : moins d’endothéline

Les chercheurs en Californie ont désormais démontré cette hypothèse avec des souris génétiquement modifiées afin de reproduire cette variante de l'EDNRB, qui entraîne une réduction de la production de la protéine endothéline. Ces rongeurs ont beaucoup mieux résisté à une hypoxie modérée ou forte, présentant de meilleures performances cardiaques et une plus grande oxygénation des organes vitaux que les souris normales.

Conclusion des auteurs : l'abaissement du niveau d'endothéline, un puissant vasoconstricteur, résultant de cette variante génétique aide à préserver les fonctions cardiaques dans une hypoxie modérée à sévère. Et ceci à haute altitude comme au niveau de la mer.

Même dans des conditions d'hypoxie extrême avec seulement 5 % d'oxygène - moins qu'au sommet du mont Everest -, les souris dotées du gène muté et produisant donc moins d'endothéline, avaient des fonctions cardiaques et respiratoires nettement meilleures que les autres rongeurs. Elles ont pu maintenir une tension artérielle et un rythme cardiaque dans la normale et ont été davantage capables de maintenir le flux d'oxygène dans leurs organes vitaux. Mais à ce niveau de raréfaction d'oxygène, la capacité respiratoire des souris normales a baissé de 40 à 50 % et elles n'ont pu maintenir leur tension artérielle. Aucune n'a survécu.

« Abaisser le niveau d'endothéline fait des miracles chez des souris placées dans un environnement pauvre en oxygène, ce qui suggère que le gène EDNRB joue un rôle clé dans l'adaptation des humains à la haute altitude », a relevé M. Haddad. Selon lui, ce mécanisme biologique paraît contribuer à la dilatation des vaisseaux sanguins et à la prolifération des cellules sanguines.

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