Qu'est-ce que l'épigénétique ?
L'être humain possède environ 20 000 gènes codant des protéines dans son ADN. Ces gènes contiennent les instructions nécessaires à la fabrication de protéines qui remplissent de nombreuses fonctions dans l'organisme, par exemple comme enzymes, médiateurs immunitaires, récepteurs ou protéines structurelles telles que le collagène. L'être humain possède aussi de nombreux autres gènes qui ne sont pas traduits en protéines, mais assurent à la place des fonctions de régulation. Ils se trouvent dans ce qu'on appelle la région non codante de l'ADN, qui représente environ 98 % du génome.
Dans chaque cellule, seule une partie des gènes présents est active. On le voit par exemple à l'existence de différents types de cellules : Une cellule cutanée et une cellule nerveuse possèdent certes le même ADN, mais leur structure cellulaire et leurs fonctions diffèrent nettement.
L'activité des gènes ne varie pas seulement d'un type cellulaire à l'autre ; elle peut aussi évoluer, au cours de la vie, au sein d'un même type cellulaire. On parle ici de modifications épigénétiques. Il peut s'agir, par exemple, de marques apposées sur l'ADN qui peuvent influer sur la facilité avec laquelle un gène est lu.
Le mode de vie exerce une influence importante sur les gènes qui sont activés : plutôt ceux qui favorisent la santé ou ceux qui favorisent les maladies. Parmi les principaux facteurs figurent l'activité physique, le sommeil, le stress, l'alimentation et les polluants environnementaux. Des modifications épigénétiques défavorables peuvent, par exemple, faire en sorte que les cellules se réparent moins bien ou favoriser les processus inflammatoires. Au bout du compte, le risque de développer diverses maladies chroniques augmente.
La nutri-épigénétique étudie spécifiquement l'influence de l'alimentation sur l'épigénétique. Elle s'intéresse en particulier aux micronutriments, aux composés végétaux, aux acides gras et aux métabolites du microbiote intestinal.
Comment un gène s'active-t-il ?
Les gènes ne produisent leurs effets que lorsque la cellule utilise l'information qu'ils contiennent.
Gènes codant des protéines
L'enzyme ARN polymérase commence par produire une copie du gène accessible. Ce processus s'appelle la transcription. Il en résulte ce que l'on appelle un ARN messager. Il quitte le noyau cellulaire, puis est lu par les ribosomes. Les acides aminés y sont assemblés pour former une protéine ; cette étape est appelée traduction. L'activité des gènes peut être régulée aussi bien lors de la transcription de l'ADN que lors de la synthèse ultérieure des protéines.
Gènes non codants
Les gènes non codants sont eux aussi transcrits en ARN. Cet ARN ne sert toutefois pas de modèle pour fabriquer une protéine ; il assure lui-même des fonctions de régulation. Pour cela, il est parfois encore découpé et modifié par des enzymes.
Régulation des gènes : Aperçu des principaux mécanismes
Le choix des gènes transcrits et des protéines produites dépend de l'interaction complexe de différents mécanismes de régulation. Les processus épigénétiques peuvent, par exemple, apposer des marques chimiques sur l'ADN, modifier la manière dont il est compacté ou agir sur la maturation ultérieure de l'ARN.
1) Méthylation de l'ADN
Lors de la méthylation de l'ADN, de petites unités chimiques, appelées groupes méthyles, sont fixées à des endroits précis de l'ADN. Lorsque ces marques se trouvent dans les régions régulatrices d'un gène, elles peuvent influer sur la facilité avec laquelle l'ARN polymérase transcrit le gène correspondant. Une forte méthylation de la région où débute un gène, appelée promoteur, est souvent associée à une diminution de l'activité du gène, voire à son extinction.
2) Modification des histones
Le brin d'ADN d'une cellule humaine mesure environ deux mètres de long lorsqu'il est étiré, mais il doit néanmoins tenir dans un minuscule noyau cellulaire. Pour cela, il s'enroule autour de protéines appelées histones. Ensemble, l'ADN et les histones forment la chromatine.
Les modifications chimiques des histones peuvent déterminer si certaines régions de l'ADN sont plus ou moins compactées. Lors de l'acétylation, par exemple, des groupes acétyles sont ajoutés aux histones. Le compactage se relâche alors souvent, ce qui facilite la lecture des gènes. Lorsque les groupes acétyles sont éliminés, la chromatine peut se condenser et l'activité génique diminuer.
Les histones peuvent elles aussi être méthylées. Contrairement à la méthylation de l'ADN, la méthylation des histones ne permet toutefois pas de conclure systématiquement qu'un gène sera plus ou moins actif. Tout dépend du site de l'histone sur lequel le groupe méthyle est fixé.
Influence de l'alimentation sur la méthylation de l'ADN et la modification des histones
Pour la méthylation de l'ADN et des histones, l'organisme a besoin de groupes méthyles. La S-adénosylméthionine (SAM) joue ici un rôle central. Sa formation dépend notamment du folate, des vitamines B2, B6 et B12, de la choline et de la bétaïne, ainsi que de la méthionine, un acide aminé. Un apport suffisant de ces nutriments est donc important pour que l'organisme dispose de groupes méthyles.
Le folate se trouve principalement dans les légumes à feuilles vertes et les légumineuses. Les œufs et le soja apportent de la choline, tandis que la betterave rouge, les épinards et les produits à base de céréales complètes contiennent de la bétaïne. La vitamine B12 se trouve presque exclusivement dans les aliments d'origine animale.
Les groupes acétyles nécessaires à l'acétylation des histones proviennent de l'acétyl-coenzyme A, issu de la dégradation des glucides, des lipides et des protéines. Il existe donc un lien direct entre le métabolisme énergétique et la régulation des histones. Un excès énergétique chronique et une altération de la sensibilité à l'insuline peuvent modifier les processus de régulation épigénétiques.
Il existe par ailleurs un lien particulier avec le microbiote intestinal : Les bactéries intestinales produisent, à partir des fibres alimentaires, des acides gras à chaîne courte tels que le butyrate. Ces acides gras peuvent, par différents mécanismes, influencer favorablement la méthylation de l'ADN et la modification des histones.
Des composés végétaux tels que la curcumine, le resvératrol, la quercétine, l'EGCG (épigallocatéchine gallate) et le sulforaphane sont également étudiés pour leurs effets épigénétiques. À ce jour, on dispose toutefois principalement d'études cellulaires et animales.
3) ARN non codants
Les gènes non codants donnent naissance à des ARN non codants qui ne servent pas de modèle pour fabriquer une protéine, mais assurent principalement des fonctions de régulation.
On en distingue deux grands groupes :
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MicroARN : Ces molécules d'ARN très courtes peuvent se lier aux ARN messagers. Elles favorisent ainsi la dégradation de ces ARN messagers ou empêchent l'information qu'ils contiennent d'être traduite en protéine. Le gène a donc bien été transcrit, mais la synthèse de la protéine est freinée à un stade ultérieur.
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ARN longs non codants : Ces molécules plus longues peuvent notamment servir d'échafaudage à des complexes protéiques et acheminer des enzymes vers l'ADN ou les histones. Elles influencent ainsi l'accessibilité des gènes.
Influence de l'alimentation sur les ARN non codants
Les composants alimentaires peuvent influencer, de différentes manières, la quantité et la composition des ARN non codants présents dans nos cellules.
Voie 1 : Modification de la production d'ARN par l'organisme
Les nutriments et les composés végétaux peuvent activer des voies de signalisation qui régulent l'expression de certains gènes au sein du noyau cellulaire. Cela modifie également la production de microARN et d'ARN longs non codants (1).
De petites études menées chez l'être humain ont ainsi observé, avec le resvératrol, des modifications de certains microARN impliqués dans les voies de signalisation métaboliques et inflammatoires (2). Le sulforaphane présent dans le brocoli et d'autres crucifères est également étudié dans ce contexte, même si une grande partie des connaissances disponibles provient encore d'études cellulaires.
À l'inverse, une alimentation déséquilibrée et ses conséquences, telles que le stress oxydatif, un état métabolique défavorable et l'inflammation chronique, peuvent modifier défavorablement le profil des microARN. Cela pourrait renforcer les processus inflammatoires.
Voie 2 : Absorption de microARN étrangers à l'organisme
Les aliments végétaux et animaux contiennent leurs propres microARN. Certains se trouvent dans de petites vésicules entourées d'une membrane, appelées exosomes, qui peuvent les protéger de la dégradation. Ces vésicules peuvent être absorbées au niveau de l'intestin. Selon l'origine de ces microARN, leurs effets sur la santé pourraient être bénéfiques ou, au contraire, potentiellement nocifs (3). La recherche dans ce domaine n'en est toutefois qu'à ses débuts et il est impossible de se prononcer de façon générale sur l'importance des microARN étrangers à l'organisme.
Voie 3 : Le microbiote comme intermédiaire
Une alimentation saine et riche en fibres favorise la prolifération de bactéries intestinales bénéfiques, ce qui accroît la production de butyrate et d'autres métabolites favorables. Ces métabolites bactériens influencent non seulement la méthylation de l'ADN et la modification des histones, mais favorisent aussi la production, dans les cellules intestinales, de certains microARN qui peuvent par exemple réduire les processus inflammatoires dans l'intestin.
L'alimentation dans son ensemble compte davantage qu'un composé isolé
Les connaissances issues de la nutri-épigénétique confirment l'intérêt d'une alimentation variée, à dominante végétale, riche en légumes, fruits, légumineuses, produits à base de céréales complètes, fruits à coque, graines et herbes aromatiques, ainsi qu'en sources de protéines et de lipides de qualité. Ce type d'alimentation apporte des composés végétaux, des micronutriments, des acides gras insaturés, des acides aminés et des fibres alimentaires.
Des études suggèrent notamment qu'une alimentation méditerranéenne riche en polyphénols peut influencer favorablement les processus de régulation épigénétique (4). C'est l'alimentation dans son ensemble qui importe : Aucun aliment ne peut, à lui seul, activer spécifiquement de « bons » gènes ou désactiver de « mauvais » gènes.
Focus sur les produits Allvital adaptés
La gamme Allvital comprend notamment des formules complexes dont les ingrédients agissent en synergie et soutiennent les processus biologiques dans leur ensemble. De nombreux produits contiennent de précieux extraits végétaux qui constituent des ingrédients clés de leur formulation. L'organisme bénéficie ainsi de nombreux nutriments sous des formes également présentes dans la nature :
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Multivitamin Basic et Multivitamin Booster : Ces deux produits associent 48 substances différentes : vitamines, minéraux, oligo-éléments, acides aminés et extraits végétaux. On y trouve notamment du folate, des vitamines B2, B6 et B12, de la choline et de la bétaïne. À cela s'ajoutent des extraits de thé vert et de pépins de raisin, de la betterave rouge, du cassis et des bioflavonoïdes d'agrumes. Multivitamin Basic est moins fortement dosé et conçu comme complément de base à prendre sur le long terme. Multivitamin Booster offre un dosage deux fois plus élevé des mêmes ingrédients et se prête particulièrement à une prise sous forme de cure.
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Complexe de vitamines B : Il contient les huit vitamines B sous leur forme active, complétées par d'importants cofacteurs tels que l'inositol, la choline et le PABA.
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Curcumin Plus : Curcumin Plus contient notamment de l'extrait de curcuma, de la quercétine, de l'extrait de pépins de raisin, de la grenade, de la myrtille, du cassis et des bioflavonoïdes d'agrumes. Ce produit associe ainsi plusieurs composés végétaux, dont certains font l'objet de recherches en épigénétique.
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Phyto Basic : Cette préparation végétale de base contient du cynorrhodon, du son de riz, des graines de chanvre, de la racine de gingembre et du thym. Elle réunit ainsi différentes sources végétales de nutriments et différents composés végétaux dans une même formule.
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NutriGreen : Ce produit repose sur un riche mélange de poudres de légumes. Ce mélange est complété par des vitamines B telles que l'acide folique, la vitamine B12 et la biotine, ainsi que par la quercétine, la coenzyme Q10 et l'acide alpha-lipoïque.
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DHA plus EPA : Ce complément apporte des acides gras oméga-3 à longue chaîne, le DHA et l'EPA, issus de l'huile de la microalgue Schizochytrium.
La prise de compléments alimentaires devrait en principe être adaptée à l'état de santé de chacun et faire l'objet d'un suivi thérapeutique.
Sources :
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Nicoletti CF, Assmann TS, Souza LL, Martinez JA. DNA Methylation and Non-Coding RNAs in Metabolic Disorders: Epigenetic Role of Nutrients, Dietary Patterns, and Weight Loss Interventions for Precision Nutrition. Lifestyle Genom. 2024;17(1):151-165.
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Mahjabeen W, Khan DA, Mirza SA. Role of resveratrol supplementation in regulation of glucose hemostasis, inflammation and oxidative stress in patients with diabetes mellitus type 2: A randomized, placebo-controlled trial. Complement Ther Med. 2022;66:102819.
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Martino E, D'Onofrio N, Balestrieri A, et al. Dietary Epigenetic Modulators: Unravelling the Still-Controversial Benefits of miRNAs in Nutrition and Disease. Nutrients. 2024;16(1):160. Published 2024 Jan 3.
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Hoffmann A, Meir AY, Hagemann T, et al. A polyphenol-rich green Mediterranean diet enhances epigenetic regulatory potential: the DIRECT PLUS randomized controlled trial. Metabolism. 2023;145:155594.
