Tabac et épigénétique : comment la cigarette modifie votre ADN

Réponse rapide : le tabac modifie la méthylation de l'ADN — des marques chimiques qui aident à activer ou éteindre les gènes — sur des milliers de sites. Dans la plus grande étude, portant sur près de 16 000 personnes, la plupart de ces changements dans le sang sont revenus vers les niveaux des personnes n'ayant jamais fumé dans les cinq ans suivant l'arrêt, tandis qu'un petit nombre, dont le gène AHRR, étaient encore différents 30 ans plus tard.

La plupart des gens savent que les substances cancérogènes de la fumée abîment l'ADN et provoquent des mutations. Le tabac modifie aussi la façon dont les gènes sont régulés, sans changer la séquence de l'ADN. Les chercheurs cherchent encore à comprendre ce que ces changements signifient pour la santé, mais ils en savent déjà beaucoup sur leur nombre et sur la mesure dans laquelle ils se rétablissent.

Ce qu'est l'épigénétique

Votre génome (la séquence d'ADN) est en grande partie le même dans chaque cellule de votre corps. Ce qui distingue une cellule du poumon d'une cellule du foie, ce n'est pas l'ADN, mais les gènes qui sont activés ou éteints — et le degré d'activité avec lequel ils s'expriment. Cette régulation est en partie contrôlée par des marques épigénétiques : des modifications chimiques de l'ADN ou des histones, les protéines autour desquelles l'ADN s'enroule.

Le mécanisme épigénétique le plus étudié est la méthylation de l'ADN : l'ajout d'un groupe méthyle (CH3) sur une base cytosine de l'ADN, en général sur des sites CpG (où la cytosine est suivie d'une guanine). La méthylation réduit généralement l'expression des gènes.

Points clés :

Les marques épigénétiques se transmettent (aux cellules filles lors de la division cellulaire)
Elles peuvent être modifiées par l'environnement, l'alimentation, l'exposition à des produits chimiques et le mode de vie
Certaines marques sont plus réversibles que d'autres

Comment le tabac modifie la méthylation de l'ADN

Les chercheurs pensent que les substances chimiques de la fumée, dont les composés du goudron (HAP) et les espèces réactives de l'oxygène, modifient la méthylation à la fois en abîmant l'ADN et en déclenchant les défenses de la cellule contre ces substances. Les voies exactes sont encore à l'étude.

La plus grande étude à ce jour a regroupé des échantillons de sang de 15 907 personnes issues de 16 cohortes. En comparant les fumeurs actuels aux personnes n'ayant jamais fumé, elle a trouvé 2 623 sites CpG, liés à 1 405 gènes, où la méthylation différait. Ces gènes étaient surreprésentés parmi ceux déjà liés à la fonction pulmonaire, aux cancers, aux maladies inflammatoires et aux maladies cardiaques. Notez qu'il s'agit d'échantillons de sang ; le poumon et d'autres tissus peuvent différer.

Les principaux gènes touchés

AHRR (répresseur du récepteur des hydrocarbures aromatiques) est le résultat le plus constant. Un site de ce gène fait partie des signaux du tabac les plus forts dans la plupart des études, et sa méthylation est étudiée comme marqueur de l'exposition au tabac. AHRR aide à contrôler la réponse de la cellule aux HAP, les composés du goudron présents dans la fumée.

D'autres gènes reviennent sans cesse, dont F2RL3 (un récepteur des plaquettes sanguines), GPR15 (un récepteur des cellules immunitaires) et LRRN3. Pour la plupart de ces gènes, on ne sait pas encore ce que le changement de méthylation fait à la santé. Les études sur les tumeurs du poumon trouvent aussi des gènes liés au cancer rendus silencieux par la méthylation, mais les résultats obtenus sur des tumeurs ne peuvent pas être lus comme des effets sur le sang de fumeurs en bonne santé.

Après l'arrêt : ce qui se rétablit et ce qui reste

C'est la partie qui compte le plus pour les anciens fumeurs. Dans la même grande étude, les chercheurs ont suivi des participants de la Framingham Heart Study dont le tabagisme avait été relevé sur une période allant jusqu'à 30 ans :

La plupart des sites se rétablissent. La méthylation de la plupart des sites liés au tabac est revenue vers les niveaux des personnes n'ayant jamais fumé dans les cinq ans suivant l'arrêt.
Certains persistent. 36 sites dans 19 gènes — dont AHRR et F2RL3 — n'étaient pas revenus aux niveaux des personnes n'ayant jamais fumé, même 30 ans après l'arrêt.

Les auteurs soulignent que le rétablissement rapide de la plupart des sites concorde avec le fait que les risques de nombreuses maladies liées au tabac baissent vite après l'arrêt, tandis que les sites persistants pourraient aider à expliquer les risques qui durent. Ce lien reste une hypothèse. Ce que les données sur les maladies montrent clairement, c'est qu'arrêter réduit le risque à tout âge, et que plus vous arrêtez tôt, moins les dégâts se sont accumulés. Pour savoir comment les différents types de dégâts se rétablissent, voir la chronologie de la réparation des dégâts du tabac.

Ce que cela implique pour les enfants de fumeurs

Une méta-analyse de 13 cohortes et 6 685 nouveau-nés a montré que fumer pendant la grossesse était lié à des différences de méthylation sur plus de 6 000 sites dans le sang du bébé, certains dans des gènes liés à des problèmes que le tabagisme de la mère pendant la grossesse peut provoquer, comme les fentes labio-palatines et l'asthme. Chez des enfants plus âgés, ces mêmes sites présentaient encore des différences. On étudie encore si ces marques causent des problèmes de santé, ou si elles ne font qu'enregistrer l'exposition.

Le point pratique est celui que fait le NHS : arrêter de fumer pendant la grossesse protège votre bébé, et une aide gratuite est proposée par l'intermédiaire de votre sage-femme.

Références

Joehanes R et al. « Epigenetic signatures of cigarette smoking. » Circ Cardiovasc Genet, 2016. PubMed · Texte intégral
Zeilinger S et al. « Tobacco smoking leads to extensive genome-wide changes in DNA methylation. » PLoS One, 2013. PubMed
Joubert BR et al. « DNA methylation in newborns and maternal smoking in pregnancy: genome-wide consortium meta-analysis. » Am J Hum Genet, 2016. PubMed

Questions fréquentes

Le tabac peut-il modifier votre ADN de façon permanente ?

Les substances cancérogènes de la fumée provoquent des mutations — des changements de la séquence d'ADN — qui peuvent s'accumuler au fil des années. Les changements de méthylation sont différents : dans une grande étude, la plupart des sites de méthylation liés au tabac dans le sang sont revenus vers les niveaux des personnes n'ayant jamais fumé dans les cinq ans suivant l'arrêt, même si quelques-uns, dont AHRR, étaient encore différents au bout de 30 ans.

Les changements épigénétiques dus au tabac touchent-ils vos enfants ?

Fumer pendant la grossesse est lié à des différences de méthylation sur des milliers de sites dans le sang des nouveau-nés, et certaines se voient encore chez des enfants plus âgés. La transmission de marques par les spermatozoïdes ou les ovules est beaucoup moins établie chez l'être humain. Arrêter de fumer pendant la grossesse est l'une des meilleures choses que vous puissiez faire pour votre bébé, et votre sage-femme peut vous orienter vers une aide gratuite.

Combien de temps faut-il pour que les marqueurs épigénétiques se normalisent après l'arrêt ?

Dans la plus grande étude à ce jour, la plupart des sites liés au tabac dans le sang sont revenus vers les niveaux des personnes n'ayant jamais fumé en cinq ans environ. Une minorité, dont des sites dans AHRR et F2RL3, n'était pas revenue au bout de 30 ans.

Existe-t-il un moyen d'inverser les dégâts épigénétiques du tabac ?

Aucun traitement connu n'inverse les changements de méthylation liés au tabac. C'est l'arrêt qui permet à la plupart d'entre eux de se rétablir, et plus vous arrêtez tôt, mieux c'est.