Un changement évolutif «drastique» a rendu les articulations plus souples, mais aussi plus susceptibles de souffrir de maladies du squelette, comme l’arthrose, selon ce qu’a révélé une équipe internationale dirigée par des scientifiques de l’Institut Weizmann (Israël) et de l’Université de Kyoto (Japon).
Le travail, publié dans Nature, repose sur une étude de cellules hybrides humaines et chimpanzées et sur des techniques génomiques avancées. À ses côtés a collaboré le laboratoire du chercheur ICREA de l’Université Pompeu Fabra (UPF) de Barcelone Tomàs Marquès-Bonet, à l’Institut de Biologie Évolutive (IBE, CSIC-UPF).
Les chercheurs ont cherché à élucider pourquoi, par rapport aux chimpanzés, les humains sont plus susceptibles de souffrir de conditions telles que l’arthrose, l’une des principales causes d’incapacité et de diminution de la qualité de vie, qui touche des centaines de millions de personnes dans le monde.
« Contrairement aux articulations des autres grands singes, dont la composition n’a pas changé depuis des millions d’années, les articulations humaines ont connu un changement évolutif draconien », a déclaré David Gokhman, chercheur au Weizmann Institute of Science et codirecteur de l’étude.
Cette modification, selon Fumitaka Inoue, chercheur à l’Université de Kyoto et co-responsable de l’étude, a rendu les articulations « moins efficaces pour absorber les chocs » et accru leur vulnérabilité face aux maladies du squelette, comme l’arthrose, la dégénération des disques vertébraux et les hernies discales.
Selon Tomàs Marquès-Bonet, ces modifications des articulations pourraient aussi avoir favorisé l’évolution humaine vers une posture debout, qui distingue l’être humain des autres grands singes.
LE RÔLE DES GAG
L’équipe a développé le premier atlas exhaustif des caractéristiques régulatrices génomiques qui distinguent le squelette humain de celui des autres singes. Ainsi, les chercheurs ont révélé que le cartilage humain est moins dense parce qu’un groupe entier de gènes responsables de la production de glycosaminoglycanes (GAG) est moins actif.
« Ces longues molécules de sucre, en forme de pinceau, sont celles qui confèrent l’élasticité au cartilage », a détaillé Gokhman, tandis que Marquès-Bonet a précisé que le cartilage humain ne contiendrait que environ un tiers du matériel GAG par rapport à celui des chimpanzés, des gorilles, des orangs-outans et des bonobos.
Sans une quantité abondante de GAG, le cartilage est plus fin, moins élastique et moins capable d’amortir les forces générées par les mouvements quotidiens. Les os commencent à se frotter les uns contre les autres, ce qui favorise l’arthrose.
Selon le premier auteur de l’étude, Nadav Mishol, les changements évolutifs ne se sont pas produits au niveau des molécules de GAG elles-mêmes, mais dans la quantité produite par l’humain, ce qui se répercute sur une moindre capacité d’amortissement.
D’autres grands singes, en revanche, présentent un volume de GAG bien supérieur, ce qui explique pourquoi ils ne développent généralement pas d’arthrose ou d’autres troubles articulaires et affichent peu de signes de maladie osseuse, même en vieillissant. « À moins que leur cartilage subisse de graves lésions suite à un traumatisme », a-t-il précisé.
Cela pourrait ouvrir de nouvelles voies d’étude sur l’arthrose
« La diminution de la production de GAG est le changement génétique le plus extrême que notre squelette ait connu au cours de l’évolution », a affirmé Gokhman, qui a souligné que cette découverte pourrait constituer la base évolutive expliquant pourquoi les humains sont si susceptibles à l’arthrose.
Tout cela pourrait ouvrir de nouvelles voies pour l’étude de la maladie, car les mécanismes génétiques sous-tendant l’amincissement du cartilage ont été identifiés. Cela pourrait aider à identifier les personnes à risque, ce qui mènerait à des mesures de prévention et, peut-être, à de meilleurs traitements.
« Quelqu’un pourrait se demander si l’évolution a conservé une caractéristique — disposer d’un cartilage plus fin — qui se révèle problématique », a déclaré Gokhman, ajoutant que, « souvent, l’évolution privilégie les traits qui améliorent le succès reproductif, même s’ils entraînent des coûts plus tard dans la vie ».
