Le rôle clé de l’épigénétique

Alexandre Gagnon est titulaire de la nouvelle chaire de recherche stratégique en épigénétique et chimie médicinale.

28 Juin 2021 à 14H53

L’expression des gènes serait modulée par divers facteurs variant au cours de la vie d’une cellule et d’un être vivant, tels que l’environnement, l’exposition aux polluants, l’alimentation et les habitudes de vie. Illustration: Getty Images

Domaine de recherche émergent, l’épigénétique étudie les changements dans un organisme qui sont causés par une modification de l'expression des gènes plutôt que par l'altération du code génétique. «L’épigénétique, qui signifie autour des gènes ou au-delà des gènes, agit comme un interrupteur en allumant ou en éteignant un ou plusieurs gènes», illustre le professeur du Département de chimie Alexandre Gagnon, titulaire de la nouvelle chaire de recherche stratégique en épigénétique et chimie médicinale.

Les modifications épigénétiques sont essentielles au bon fonctionnement des cellules. Par exemple, elles sont à la base de la différentiation cellulaire lors du développement d’un embryon. Toutefois, un dérèglement des processus épigénétiques peut mener à une panoplie de maladies, dont le cancer.

Les chercheurs ont longtemps cru que les gènes pouvaient tout expliquer, de nos traits physiques jusqu’aux maladies qui nous guettent en passant par notre comportement. Il semble toutefois de plus en plus évident que l’épigénétique joue un rôle tout aussi important. L’expression des gènes serait modulée par divers facteurs variant au cours de la vie d’une cellule et d’un être vivant, tels que l’environnement, l’exposition aux polluants, l’alimentation et les habitudes de vie. «Des études portent à croire que des effets épigénétiques pourraient même se transposer sur deux générations, souligne Alexandre Gagnon. On ne peut donc plus considérer que l’on remet le compteur à zéro lorsque l’on a des enfants et que notre propre mode de vie n’a aucune influence sur nos enfants; ceux-ci vont hériter d’une partie de notre épigénétique.»

Alexandre Gagnon
Photo: Émilie Tournevache

Dans le cadre de ses travaux, le professeur Gagnon s’intéresse plus spécifiquement aux enzymes épigénétiques, c’est-à-dire les enzymes responsables des transformations épigénétiques. «Ces enzymes, qui seront surexprimées en réponse à un stress environnemental, par exemple, modifieront l’expression des gènes, explique-t-il. De tels dérèglements ont été observés non seulement dans le cancer, mais aussi dans des maladies telles que l'Alzheimer, les maladies cardiovasculaires, la maladie de Parkinson, la schizophrénie et le trouble bipolaire. Les chercheurs commencent même à relier l’épigénétique à diverses sortes de dépendances ainsi qu’à des troubles comportementaux.»

Pour développer des médicaments, les enzymes épigénétiques constituent donc des cibles de choix. «Notre objectif est de développer des inhibiteurs de ces enzymes pour stopper leur activité et rétablir l’équilibre dans les cellules touchées», précise le chercheur.

La chimie médicinale, autre thème de recherche central de la chaire, vise à mettre au point des composés thérapeutiques capables de moduler des cibles biologiques impliquées dans le développement de différentes maladies.

Un travail en amont

Les travaux d’Alexandre Gagnon, qui collabore depuis plus de 10 ans avec des chercheurs canadiens, européens et mexicains, se concentrent sur «l’étape zéro» du processus menant vers la création d’un médicament, note-t-il en riant. «Développer un médicament nécessite entre 10 et 15 ans de recherche et d’essais cliniques, et coûte entre 1 et 1,5 milliard de dollars. Notre rôle, bien en amont, est de comprendre le rôle des enzymes et des protéines dans le développement des maladies, de trouver la bonne cible à attaquer, et de tester des molécules pour voir si elles sont aptes à enrayer l’activité néfaste de ces enzymes et de ces protéines. Notre expertise se situe dans le domaine de la chimie organique de synthèse, mais pour avancer nos travaux, nous collaborons avec des experts dans une vaste gamme de disciplines, dont la biochimie, la biologie cellulaire et la biophysique.» 

De tels travaux pourraient contribuer à identifier des alternatives à la chimiothérapie telle qu’on la connaît, laquelle s’attaque à toutes les cellules du corps dans le but de tuer celles qui sont cancéreuses. «Nous espérons pouvoir faire avancer les connaissances sur l’épigénétique et ainsi faire en sorte que les oncologues puissent un jour utiliser des composés moins nocifs et plus ciblés, adaptés à chaque patient», souligne le titulaire de la nouvelle chaire.

Un secteur en vogue

Les premières publications scientifiques sur l’épigénétique datent des années 1970, mais le domaine a pris son envol entre 2000 et 2010, souligne Alexandre Gagnon, qui a travaillé pendant quelques années au sein d’une grande entreprise pharmaceutique au Canada ainsi qu’aux États-Unis au sein d’une jeune compagnie de biotechnologie. «En 2009, il n’y avait que deux biotechs entièrement dédiées à l’épigénétique et peu de gens connaissaient ce domaine, raconte-t-il. Aujourd’hui, toutes les grandes entreprises pharmaceutiques s’intéressent à l’épigénétique.» 

Il y a quelques années à peine, on croyait toujours que les gènes constituaient une destinée immuable pour chaque individu. «On sait maintenant que ce n’est pas le cas, car les gènes sont affectés de différentes manières au cours de notre vie... sans compter ce que nos parents nous ont légué comme bagage. Je ne serais pas surpris que l’épigénétique, dans un futur pas si lointain, explique certains de nos comportements, de nos habiletés et de nos défaillances», conclut-il.

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