L’homme qui cherchait des gènes

Une observation l’intriguait, le fascinait même.

« Il y avait des gens sédentaires qui avaient de très bonnes capacités de travail même s’ils ne faisaient jamais d’exercice. Et d’autres qui faisaient de l’exercice et qui n’arrivaient jamais au niveau de certaines personnes sédentaires », raconte Claude Bouchard, que nous avons joint au Pennington Biomedical Research Center, à Baton Rouge, en Louisiane, où il est titulaire de la chaire John Barton en génétique et nutrition.

Ces différences individuelles dépendent-elles des gènes ? se demandait-il. Si oui, quels sont-ils ?

« Ça fait presque 50 ans que je travaille sur ces questions-là, et je les trouve toujours aussi fascinantes aujourd’hui qu’elles l’étaient autrefois », confie Claude Bouchard, 77 ans et toujours actif en recherche.

Et après 50 ans, le professeur-chercheur de renommée mondiale a des réponses tout aussi fascinantes à fournir.

Attribuable aux gènes à 50 %

Dans les années 80, Claude Bouchard et ses étudiants à la maîtrise et au doctorat, à l’Université Laval, ont réalisé plusieurs études sur les paires de jumeaux identiques. Leur but : comprendre les différences individuelles dans la réponse à l’entraînement et dans la réponse aux régimes alimentaires.

« Un certain nombre de jumeaux identiques étaient soumis à un entraînement en endurance. D’autres, à un entraînement de type haute intensité par intervalles, explique Claude Bouchard. Dans d’autres cas, on a fait des études de perte de poids ou encore de suralimentation. » Les chercheurs, dont les études étaient « très contrôlées », en sont venus à la conclusion qu’environ 50 % des différences individuelles étaient compatibles avec une influence des gènes.

HERITAGE

Claude Bouchard voulait pousser la recherche plus loin. Et pour ce faire, il lui fallait des familles, plusieurs familles.

Le professeur-chercheur natif de Lévis est donc allé cogner à la porte des National Institutes of Health, les institutions gouvernementales aux États-Unis qui s’occupent de la recherche médicale et biomédicale. C’était le début de l’étude HERITAGE, qui a réuni 200 familles et duré une vingtaine d’années.

« On reproduisait essentiellement ce qu’on avait vu dans nos études plus petites chez les jumeaux, mais cette fois avec une population qui nous permettait de poser des questions plus proches des gènes », raconte-t-il.

« Environ la moitié de la variance qu’on avait dans la réponse à l’entraînement était causée par les différences individuelles dans des gènes des participants. »

— Claude Bouchard, titulaire de la chaire John Barton en génétique et nutrition, au Pennington Biomedical Research Center

« Le reste était dû à toutes sortes d’autres choses », explique le chercheur. Parmi les autres facteurs, il y avait l’âge (2 % de la variance), le sexe (2 %), l’origine ethnique (2 %) et la capacité intrinsèque de travail (VO2 max lorsque sédentaire) (1 %), notamment.

Plusieurs gènes

Il restait une question (et non la moindre) à élucider : quels sont les gènes responsables ?

Au départ, indique Claude Bouchard, les recherches n’ont pas été très productives. Au début des années 2000, la technologie de génotypage était incapable de distinguer les petits effets des gènes. Contrairement aux traits déterminés par un seul gène (comme le groupe sanguin), la capacité de travail est déterminée par un très grand nombre de gènes ayant chacun de petits effets.

Il s’est toutefois développé un nouveau type d’analyse plus efficace, qui permet d’identifier des gènes qui contribuent à une petite fraction des différences individuelles. Le hic : pour y parvenir, il faut faire des études sur un très grand nombre de personnes. Et la plus grande étude qui existe dans le domaine est HERITAGE, avec 750 sujets ayant complété le programme.

« On a fait des études avec le peu de sujets qu’on avait. On a quand même fait un criblage du génome et on a retrouvé des indices », explique Claude Bouchard, qui souligne que son équipe pouvait aussi compter sur des biopsies musculaires d’un sous-échantillon de participants à l’étude HERITAGE.

Des gènes différents

Premier constat : les gènes qui expliqueraient les différences individuelles sur le plan de la capacité intrinsèque de travail (VO2 max chez les gens sédentaires) sont différents de ceux qui sont impliqués dans la réponse à l’entraînement (la capacité d’améliorer ses capacités).

Dans le cas de la capacité intrinsèque de travail, ce sont surtout des gènes qui ont trait aux structures et à la masse cardiaque, à la capacité de transport de l’oxygène dans le sang et à la diffusion de l’oxygène du sang vers les cellules musculaires actives, explique Claude Bouchard. Dans le cas de la réponse à l’entraînement, de nouveaux gènes jouent un rôle critique, dit-il. Les sentiers métaboliques impliqués déterminent la qualité de la capacité d’adaptation à l’entraînement physique : régulation de la mort et de la survie cellulaire, réponse immunitaire, régulation de la croissance du muscle cardiaque et des muscles squelettiques, angiogenèse, etc.

« Quand on les aura fermement identifiés, ça pourrait avoir des implications pour la prévention des maladies, peut-être même le traitement de plusieurs types de maladies, souligne Claude Bouchard. Parce que c’est une vraie biologie de survie qui semble être à l’origine de l’adaptation à l’entraînement. »

Qu’est-ce que le VO2 max ?

Le VO2 max, ou consommation maximale d’oxygène, est le volume maximal d’oxygène qu’une personne peut consommer par minute lors d’un effort maximal. Il s’agit de la mesure le plus souvent considérée pour déterminer la capacité de travail physique d’un individu.