Le nombre de chromosomes X que vous possédez peut affecter votre santé.
La plupart des mammifères, y compris les humains, ont deux chromosomes X. chromosomes sexuelsX et Y. Un chromosome sexuel est généralement hérité de chaque parent, et ils s’apparient sous la forme XX ou XY dans chaque cellule du corps. Les personnes ayant des chromosomes XX s’identifient généralement comme des femmes, et les personnes ayant des chromosomes XY s’identifient généralement comme des hommes. Les gènes présents sur ces chromosomes jouent un rôle clé dans le développement et le fonctionnement, notamment dans les domaines suivants le développement des maladies cardiaques.
Avant que je ne devienne un ingénieur biomédical étudiant comment les chromosomes sexuels affectent le cœur, j’ai appris une curieuse fonction des chromosomes X dans mon cours de sciences au lycée, avec le …chat calico exemple.
Les chattes calicots ont presque toujours des taches de fourrure orange et noires, car le gène qui définit la couleur de la fourrure se trouve sur le chromosome X. Lorsqu’un chat orange s’accouple avec un chat noir, la progéniture femelle, qui hérite généralement d’un chromosome X de chaque parent, aura un mélange de fourrure orange et noire – un chromosome X code pour la fourrure orange tandis que l’autre code pour la fourrure noire. C’est pourquoi les chats mâles, qui possèdent généralement un chromosome X et un chromosome Y, ont un pelage orange ou noir uni.
Les chats calicos et écailles de tortue ont des taches de fourrure multicolores parce qu’un seul de leurs deux chromosomes X est activé dans chaque cellule.
Comment cette différence de couleur de fourrure entre les sexes se produit-elle biologiquement ? Il s’avère que les cellules dotées de chromosomes XX subissent des changements de couleur. Inactivation du X: Le chromosome X d’un parent est désactivé dans certaines cellules, tandis que le chromosome X hérité de l’autre parent est désactivé dans d’autres. Dans les cellules des chats calico femelles, l’inactivation du X peut conduire à des taches de fourrure orange et noire si un chromosome X provient d’un parent à fourrure orange et l’autre chromosome X provient d’un parent à fourrure noire.
L’inactivation du chromosome X se produit parce que des organismes comme les chats et les humains n’ont besoin que d’un seul chromosome X pour fonctionner correctement. Pour assurer le bon “dosage“, un des chromosomes X est désactivé dans chaque cellule. Mais certains des gènes sur le chromosome X inactivé échappent à l’inactivation et restent activés. En effet, jusqu’à un tiers des gènes du chromosome X chez l’homme peuvent échapper à l’inactivation, et on pense qu’ils jouent un rôle dans les processus suivants la régulation de la santé et de la maladie.
Comme l’inactivation du chromosome X ne se produit que chez les personnes possédant plus d’un chromosome X, des chercheurs comme moi ont étudié comment les gènes qui échappent à l’inactivation du deuxième X affectent la santé des personnes possédant des chromosomes XX. Nous avons découvert que pour certaines conditions, sexe cellulaire peut être au cœur du problème.
Un changement d’avis
Une maladie que les gènes d’échappement du chromosome X régulent partiellement est la suivante sténose de la valve aortiqueLa sténose de la valve aortique est une maladie dans laquelle la partie du cœur qui contrôle le flux sanguin vers le reste du corps se raidit et se rétrécit. Le cœur doit alors travailler davantage pour pomper le sang, ce qui peut conduire à une insuffisance cardiaque. Tout comme une personne qui essaie de pousser une porte dont les charnières sont rouillées, le cœur se fatigue. Il n’existe actuellement aucun médicament efficace pour ralentir ou arrêter les symptômes de la maladie AVS.
Les cœurs atteints de sténose de la valve aortique doivent pomper plus fort pour pousser le sang à travers une valve aortique rétrécie vers le reste du corps. Crédit : SuneErichsen/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Mon laboratoire étudie comment les chromosomes sexuels peuvent affecter les conditions cardiovasculaires comme l’AVS. Études précédentes ont montré que les valves des personnes ayant des chromosomes XX et XY peuvent se raidir de différentes manières. En général, les personnes ayant des chromosomes XX présentent une cicatrisation accrue, appelée fibrose, tandis que les personnes ayant des chromosomes XY présentent une augmentation des dépôts de calcium. Compte tenu de ces différences, je me suis dit que donner le même médicament à tout le monde n’était peut-être pas la meilleure façon de traiter l’AVS. Mais quelle pourrait être la cause de ces différences ?
Dans l’ensemble, les chercheurs pensent les hormones sexuelles sont à l’origine des différences entre les sexes dans la rigidité du tissu valvulaire. En effet, la diminution des niveaux d’œstrogènes pendant la ménopause peut exacerber la fibrose cardiaque. Cependant, des études sur les maladies cardiovasculaires chez les souris XX et XY ont montré que les différences entre les sexes persistent même après .excision chirurgicale les organes reproducteursqui produisent des hormones sexuelles.
Mon équipe et moi Hypothèse : que les gènes qui échappent à l’inactivation par le chromosome X, étant uniques aux personnes ayant des chromosomes XX, pourraient être à l’origine de ces différences dans la rigidité des valves. Pour tester cette idée, nous avons développé des modèles de tissu valvulaire issus de la bio-ingénierie en utilisant des gènes de l’ADN. hydrogels. Les hydrogels imitent la rigidité du tissu valvulaire. mieux que le milieu traditionnel en boîte de Pétrice qui nous permet d’étudier les cellules cardiaques dans un environnement plus proche de celui du corps.
Le tissu cardiaque avec des chromosomes XX a une concentration plus élevée de cellules (colorées en vert, avec des noyaux bleus) qui favorisent la cicatrisation que les cellules avec des chromosomes XY. Crédit : Brian Aguado, CC BY-NC-ND
Nous avons constaté que les cellules que nous avons cultivées sur nos modèles d’hydrogel étaient capables de reproduire les différences entre les sexes observées dans le tissu valvulaire – à savoir que les cellules valvulaires avec des chromosomes XX présentaient plus de cicatrices que les cellules avec des chromosomes XY. De plus, lorsque nous avons diminué l’activité des gènes qui échappaient à l’inactivation par le X, nous avons pu réduire la cicatrisation dans les cellules à chromosomes XX.
L’étape suivante a consisté à utiliser nos modèles pour déterminer les traitements les plus efficaces pour l’AVS en fonction du sexe des cellules. Nous avons constaté que les cellules à valve XX étaient moins sensibles que les cellules XY à ces médicaments qui ciblent les gènes favorisant la cicatrisation. En revanche, les médicaments qui ciblent spécifiquement les gènes qui échappent à l’inactivation par le X ont un effet plus marqué sur les cellules XX.
Des soins équitables pour tous
Les disparités liées au sexe et au genre dans les maladies cardiovasculaires sont endémiques. Par exemple , les femmes sont moins susceptibles que les hommes à se voir prescrire des médicaments cardiovasculaires malgré les recommandations des lignes directrices, et les personnes transgenres ont un taux plus élevé de crises cardiaques que les personnes cisgenres.
Notre travail constitue un pas de plus vers l’équité dans le développement de thérapeutiques médicales pour les maladies cardiovasculaires. En prenant en compte les chromosomes sexuels, mon équipe et moi-même pensons que les stratégies de traitement peuvent être optimisées pour tout le monde, indépendamment du “seXX” cellulaire.
Écrit par Brian Aguado, professeur adjoint, Université de Californie à San Diego.
