Interactions génétiques
En considérant l’identité ethnique et la santé, les gènes peuvent être pertinents dans deux sens larges. Premièrement, les pools génétiques des différents groupes ethniques peuvent contenir des fréquences différentes d’allèles à certains loci qui sont pertinents pour l’état de santé ou les processus pathologiques. Cependant, il est peu probable que de telles différences expliquent à elles seules les différences de santé larges et omniprésentes entre les groupes raciaux et ethniques socialement identifiés.
Deuxièmement, le phénotype consécutif à un génotype donné peut varier entre les groupes ethniques en raison d’interactions avec des facteurs environnementaux. L’environnement, dans ce contexte, est défini par exclusion, comme l’ensemble des influences non codées dans l’ADN. Il englobe donc tous les autres facteurs mentionnés au chapitre 2, y compris les effets prénataux, les influences nutritionnelles, les conséquences préventives des soins de santé, les pressions du groupe de pairs, le niveau d’éducation, l’instruction religieuse, les toxines présentes dans les maisons, dans l’air et dans l’eau, les risques professionnels, le stress au travail et l’exposition à des agents infectieux, parmi beaucoup, beaucoup d’autres.
On en sait beaucoup sur la signification étiologique d’un vaste éventail de ces facteurs environnementaux ; on en sait beaucoup aussi sur l’influence des principaux gènes et des systèmes polygéniques. Sur le plan conceptuel, la possibilité d’interactions au sein de ces deux grands domaines et entre eux est reconnue depuis longtemps. Pour diverses raisons, la recherche mettant l’accent sur ces interactions et les caractérisant a été moins bien développée que prévu. Leurs implications sur les différences de santé ne sont pas encore connues, bien que la littérature accumulée, issue de la recherche sur les modèles humains et animaux, soit substantielle. Seuls quelques exemples sont cités ici, mais ils devraient illustrer la grande complexité et la puissance et la subtilité parfois étonnante de ces interactions.
Chez les êtres humains, l’interaction entre deux gènes majeurs est impliquée dans l’étiologie du grand problème de santé en plein essor qu’est la maladie d’Alzheimer. Trois allèles différents – ε2, ε3 et ε4 – ont été décrits au locus de l’apoE sur le chromosome 19. En général, la possession d’un allèle ε4 est associée à un risque accru de développer la maladie d’Alzheimer, et la possession de deux allèles confère un risque plus élevé que la possession d’un seul. Ce dernier résultat dépend toutefois du génotype d’un autre locus, l’ACT. Dans le cas d’un génotype à ce locus, il n’y a pas de différence dans le risque de posséder un ou deux allèles ε4 au locus apoE ; pour un autre génotype ACT, le risque est quelque peu élevé ; et pour le troisième, la différence de risque entre un et deux allèles ε4 est quintuplée. Il est clair que lorsqu’on considère les différences de fréquence allélique dans différentes populations, il peut être nécessaire de se préoccuper des dyades, des triades ou de collectifs de loci plus importants.
Une étude classique sur modèle animal montrant que l’effet de différents génotypes à un locus majeur peut être modifié par le fond polygénique de l’organisme est le travail de Coleman et Hummel (1975). Deux copies d’un allèle particulier à un locus spécifique conduisent généralement à une certaine manifestation du diabète chez les souris, mais dans deux souches différentes mais apparentées, les syndromes qui en résultent sont étonnamment différents, avec des niveaux de glucose sanguin et un poids corporel qui diffèrent du simple au double, de grandes différences dans les durées de vie, et une hypertrophie des îlots de Langerhans dans une souche et une atrophie dans l’autre.
L’illustration prototypique de l’interaction entre les polygènes et l’environnement est peut-être celle de Cooper et Zubek (1958), qui ont mesuré la capacité d’apprentissage en labyrinthe de deux lignées de rats élevés dans des conditions environnementales qui différaient par la variété des stimuli auxquels les animaux pouvaient être confrontés. Les deux souches avaient été sélectionnées pour la performance en labyrinthe (Heron, 1935) ; les lignées « maze-bright » et « maze-dull » qui en résultaient différaient de façon frappante par le nombre d’erreurs commises lors de l’apprentissage du modèle de labyrinthe et, par forte déduction, en termes de configurations alléliques à un nombre inconnu de loci polygéniques pertinents pour la performance en labyrinthe. Les résultats de l’élevage différentiel sont les suivants : les lignées brillantes n’ont pas profité de l’enrichissement, contrairement aux lignées ternes ; les rats ternes n’ont pas souffert de l’appauvrissement, contrairement aux rats brillants. De nombreuses autres études ont montré des réponses différentielles similaires dans une variété de phénotypes à des manipulations environnementales par des groupes de souris ou de rats de génotypes différents.
Un autre exemple récent frappant d’interaction gène-environnement est fourni par l’étude des loci de traits quantitatifs (QTL) affectant la longévité chez les mouches drosophiles. Les QTL sont des loci qui restent anonymes à l’heure actuelle, mais dont les emplacements chromosomiques approximatifs sont connus. Vieira et al. (2000) ont cherché à mettre en évidence l’effet de ces loci sur la durée de vie dans cinq conditions environnementales d’élevage différentes. Le résultat extraordinaire a été que 17 QTL ont été identifiés, mais aucun n’était pertinent pour tous les environnements. Certains étaient efficaces chez un seul sexe et dans un seul environnement ; d’autres étaient efficaces chez les deux sexes dans un environnement spécifique, mais le même allèle était associé à une vie plus longue chez un sexe et plus courte chez l’autre ; certains étaient efficaces chez un sexe dans deux environnements, mais le même allèle était associé à une vie plus longue dans un environnement et plus courte dans l’autre. Toute la variance génétique était impliquée dans les interactions génotype x sexe, génotype x environnement, ou les deux.
Dans le domaine général de la coaction des gènes et des facteurs environnementaux, il existe plusieurs lignes d’investigation qui démontrent de manière convaincante que les environnements peuvent non seulement interagir dans un sens statistique avec les facteurs génétiques, mais peuvent aussi réellement influencer quels gènes sont exprimés. Pour simplifier à l’extrême, certains environnements peuvent activer ou désactiver des gènes. Certains sous-domaines de cette recherche présentent un intérêt potentiel particulier pour le présent sujet, à savoir les effets de divers types de stress sur l’expression génétique. Par exemple, une vaste littérature (résumée, par exemple, par Hoffman et Parsons, 1991) décrit des observations qui suggèrent que les environnements stressants augmentent souvent l’héritabilité – la proportion de la variance phénotypique attribuable à l’influence collective d’un système polygénique – d’une grande variété de phénotypes dans un large éventail d’organismes. Un ensemble important de données portant sur des gènes spécifiques concerne les protéines de « choc thermique » qui sont produites chez la drosophile après une exposition à un environnement à haute température. Ces protéines semblent protéger d’autres protéines de l’organisme contre la détérioration ou la destruction par l’environnement stressant. Un exemple chez les mammifères est l’augmentation des niveaux d’ARN spécifiques dans les glandes surrénales des rats après un stress d’immobilisation (McMahon et al., 1992). Les influences biocomportementales sont clairement mises en cause par une étude montrant que le conditionnement pavlovien classique – associant un choc au pied et un stimulus auditif – peut faire en sorte qu’une caractéristique de l’environnement, auparavant neutre, acquière la capacité de provoquer l’expression d’un ARNm particulier lié au stress dans les régions du cerveau des rats (Smith et al., 1992). Ces lignes de recherche sont peut-être particulièrement pertinentes pour les hypothèses concernant le rôle du stress de discrimination, telles que celles de Thayer et Friedman (2004).