Héritabilité de l'autisme : ce que ça peut vouloir dire

Un point de vue pour expliquer l'interaction entre gênes et environnement, et l'ambiguïté du débat sur le caractère hérédiatire de l'autisme.

spectrumnews.org  Traduction de "Autism heritability: It probably does not mean what you think it means"

Héritabilité de l'autisme : Ça ne veut probablement pas dire ce que vous pensez que ça veut dire
par Expert Brian Lee - Professeur associé, Université Drexel / 7 janvier 2020

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Gênes ou environnement ?

La question de l'héritabilité de l'autisme est incontournable pour les chercheurs et les profanes, mais beaucoup de personnes des deux groupes se méprennent sur sa définition.

L'héritabilité est définie comme la proportion de la variation d'un état qui est attribuable à une variation génétique. Les estimations de l'héritabilité peuvent influencer le temps et l'argent que les chercheurs comme moi pensent devoir consacrer à l'étude des facteurs génétiques par rapport aux facteurs environnementaux. Pour les familles ayant des antécédents d'autisme, les estimations de l'héritabilité vont droit au cœur du débat entre la nature et l'environnement, en offrant des indices sur les facteurs qui ont mené au diagnostic d'une personne.

Ces chiffres ont des implications importantes ; ils ne devraient probablement pas l'être. L'autisme découle d'une interaction complexe de facteurs génétiques et environnementaux, et la plupart des études sur l'héritabilité simplifient trop ces relations.

Plusieurs études sur l'héritabilité de l'autisme publiées au cours des dernières années ont attiré beaucoup d'attention. Celles qui ont été publiées de 2011 à 2014 ont estimé que l'héritabilité se situait entre 35 et 50%, mais les études publiées depuis 2017 ont établi ce chiffre entre 64 et 85 %.

Que signifient réellement ces estimations ?

L'héritabilité est souvent interprétée à tort comme la proportion d'une affection qui est causée par des gènes. Cependant, cette interprétation n'est pas tout à fait correcte. Ou plutôt, il faut attacher tellement d'astérisques pour qu'elle soit correcte, qu'elle ne pourrait pas, par un effort d'imagination, être considérée comme correcte.

Les estimations de l'héritabilité peuvent nous dire dans quelle mesure la génétique d'une personne la prédispose à une affection. Mais elles ne nous disent rien sur la façon dont les différents environnements provoquent le développement de cette génétique.

Représentation de la réalité

D'abord, laissez-moi vous expliquer pourquoi la plupart des estimations de l'héritabilité sont incorrectes. Les études qui estiment l'héritabilité de l'autisme utilisent un modèle statistique pour tenter d'attribuer l'affection soit à la génétique, soit à l'environnement. De plus en plus de preuves suggèrent que ce modèle est trop simpliste pour expliquer comment l'autisme se manifeste.

Le modèle ressemble généralement à ceci : Caractéristiques observées, ou phénotype (P) = génotype (G) + environnement (E). Les composantes G et E peuvent chacune être décomposées davantage pour obtenir des types spécifiques de contributions génétiques ou environnementales, mais le point central du modèle est de séparer G et E.

Un modèle statistique n'est toutefois qu'une caricature du monde réel ; son utilité dépend de la mesure dans laquelle il reflète la réalité. Le modèle P = G + E suppose que les influences génétiques et environnementales sont indépendantes les unes des autres et que les gènes n'interagissent pas avec l'environnement ou avec d'autres gènes pour influencer le phénotype.

Nous savons en fait que les réseaux de gènes interagissent pour influencer les chances d'une personne d'être autiste et que les facteurs génétiques augmentent les chances d'être autiste en raison d'expositions environnementales telles que l'infection, la pollution de l'air ou la nutrition.

En bref, si la réalité est plus complexe que le modèle, ce dernier peut produire des estimations d'héritabilité inexactes. Il existe de nombreuses autres raisons techniques pour lesquelles les estimations d'héritabilité publiées sont susceptibles d'être inexactes 1.

Expériences de pensée

Il existe également une raison beaucoup plus simple pour laquelle les estimations de l'héritabilité ne devraient pas être prises à la valeur nominale : une héritabilité élevée n'équivaut pas à une causalité génétique et n'exclut pas la possibilité d'une influence de l'environnement.

Voici deux expériences de pensée qui démontrent pourquoi.

En empruntant un exemple au grand biologiste évolutionniste Richard Lewontin, imaginez de planter un ensemble de graines identiques dans un environnement uniforme qui assure que toutes les graines reçoivent des quantités égales de lumière et de nutriments. Toute variation de la hauteur des plantes qui poussent à partir de ces graines est uniquement attribuable à la variation génétique entre les plantes. Dans ce scénario, l'héritabilité est de 100 %.

Imaginez maintenant de prendre un autre ensemble des mêmes graines et de les planter dans des conditions de croissance uniformément sous-optimales, avec une lumière et des nutriments limités. La croissance des plantes serait rabougrie et, là encore, l'héritabilité serait de 100 %.

Le point est : même lorsque l'héritabilité est estimée à 100 %, l'environnement peut influencer le phénotype. Bien sûr, cela ne se limite pas aux plantes. Par exemple, l'héritabilité de la taille humaine est estimée à environ 80 %, mais la taille est encore fortement régulée par l'environnement nutritionnel d'une personne.

Examinons maintenant l'exemple de David S. Moore et David Shenk 2. Imaginez un seau d'eau dans lequel la personne A verse 40 litres d'eau et la personne B 60 litres d'eau. Il est clair que 40 % de l'eau est " attribuable " à la personne A et 60 % à la personne B. Imaginez maintenant le même seau, mais cette fois-ci, la personne A ouvre le robinet et la personne B tient le tuyau. Quelle quantité d'eau dans le seau est due à la personne A et quelle quantité est due à la personne B ?

En bref, lorsque les causes interagissent pour créer un résultat, il devient absurde d'essayer d'attribuer le crédit (ou le blâme) à une cause indépendante de l'autre.

L'exemple du seau n'est pas seulement une expérience de pensée ; il représente des conditions qui ont des composantes à la fois génétiques et environnementales.

Prenons l'exemple de la phénylcétonurie, qui survient chez les personnes qui ont des variantes génétiques qui affectent la façon dont leur corps métabolise l'acide aminé phénylalanine. Cette condition ne se produit pas en l'absence de variantes génétiques, mais elle ne se produit pas non plus si la phénylalanine est retirée du régime alimentaire. Alors, quelle proportion de cette maladie peut être attribuée aux gènes par rapport à l'environnement ?

Causes complexes

Les conséquences d'une mauvaise estimation de l'héritabilité comme contribution de la génétique au diagnostic d'un individu donné sont potentiellement désastreuses. En plus de désinformer le public, cela pourrait faire en sorte que le financement de la recherche sur l'étiologie de l'autisme soit entièrement consacré à la recherche génétique plutôt qu'à l'interaction entre les gènes et l'environnement.

Cela devrait susciter une grande inquiétude chez les chercheurs en génétique et en environnement.

La recherche de variantes génétiques rares pouvant causer l'autisme a donné lieu à de nombreuses découvertes importantes, mais la recherche de variantes communes, dont l'influence se combine pour augmenter les chances de l'autisme, a été moins fructueuse. Il est probable qu'il existe un grand nombre de ces variantes, chacune n'exerçant que de faibles effets, ce qui les rend indétectables, sauf dans les échantillons d'étude massifs. Il est également fort probable que de nombreuses variantes courantes n'exercent pas d'effet à moins qu'elles ne soient présentes en même temps qu'un autre facteur génétique ou environnemental.

Les modèles animaux qui explorent les facteurs génétiques en l'absence d'interactions environnementales pertinentes pourraient être condamnés à ne jamais récapituler les effets de ces facteurs génétiques chez l'homme.

En bref, de nombreuses estimations de l'héritabilité de l'autisme dans la littérature sont susceptibles d'être inexactes et, plus important encore, sujettes à une mauvaise interprétation. Plutôt que de demander : "Les gènes ou l'environnement sont-ils responsables de l'autisme ?" nous devrions nous demander : "Comment les gènes et l'environnement sont-ils responsables de l'autisme ?"

Brian Lee © Spectrum News Brian Lee © Spectrum News
Brian Lee est professeur agrégé d'épidémiologie et de biostatistique à l'Université Drexel de Philadelphie, en Pennsylvanie.

Références:

  1. Tenesa A. and C.S. Haley Nat. Rev. Genet. 14, 139-149 (2013) PubMed
  2. Moore D.S. and D. Shenk Wiley Interdiscip. Rev. Cogn. Sci. 8, e1400 (2017) PubMed

Voir aussi Les gènes de l’homosexualité n’existent pas mais la pauvreté abyssale de la génétomanie est bien vivante 16  septembre 2019 / Le Blog de En-Ari.

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