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La médecine darwinienne, un autre regard sur la santé

La médecine darwinienne, un autre regard sur la santé

05.03.2014, par
Mis à jour le 08.07.2016
Allergie aux pollens
La médecine darwinienne explique la recrudescence des allergies par une réaction disproportionnée de notre système immunitaire dans un environnement devenu trop aseptisé.
L’homme, comme la plupart des espèces, s’est adapté à son environnement pour maximiser sa reproduction. Cette réalité amène des scientifiques à considérer les problèmes de santé à la lumière des lois de l’évolution et à porter un nouveau regard sur des maladies comme le cancer, les maladies auto-immunes ou les allergies.

« Les antibiotiques, c’est pas automatique ! » La rengaine serinée depuis plusieurs années par les autorités de santé est dans toutes les têtes. Destinés à éradiquer les infections d’origine microbienne, ces médicaments, largement prescrits contre des infections d’origine virale notamment, ont eu pour effet de sélectionner les souches microbiennes les plus résistantes. Un cas d’école de la théorie darwinienne de l’évolutionFermerDu fait d’infimes mutations génétiques, chaque individu d’une espèce diffère légèrement des autres. Les mutations qui confèrent un avantage de survie à un individu, et donc une plus grande chance de se reproduire, sont transmises aux générations suivantes et finissent par se répandre au sein de l’espèce. On dit que ces caractères ont été « sélectionnés » ou encore que l’espèce s’est « adaptée ». Ce mécanisme de sélection naturelle a été exposé pour la première fois par Charles Darwin dans son livre De l’origine des espèces, paru en 1859. Lui-même n’a jamais utilisé le mot d’évolution, qui est apparu plus tardivement. appliquée à la santé ! « Les microbes qui possédaient une mutation génétique leur conférant une meilleure résistance aux antibiotiques ont bénéficié d’un avantage pour se reproduire, tandis que les autres souches succombaient au traitement », explique Frédéric Thomas, chercheur en biologie évolutive au Mivegec1, à Montpellier, laboratoire spécialisé dans les maladies infectieuses.

La fièvre, bel exemple d'adaptation darwinienne

Comme les autres espèces – animaux, végétaux, parasites… –,  l’homme a été façonné par l’environnement dans lequel il a évolué. Mieux comprendre ces adaptations fournit un éclairage nouveau aux problèmes de santé auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui. C’est le postulat de la médecine darwinienne, théorisée dans les années 1990 par les biologistes américains Nesse et Williams dans leur livre Why We Get Sick. The New Science of Darwinian Medicine. « Durant des milliers d’années, l’homme a co-évolué avec quantité de parasites – flore bactérienne intestinale, vaginale, cutanée, vers intestinaux… – contre lesquels il a développé un certain nombre de défenses. Dans le même temps, ces parasites ont connu leurs propres adaptations afin de maximiser leur reproduction à nos dépens », indique Luc Perino, médecin et enseignant à la faculté de médecine de Lyon, également auteur d’un site de réflexion sur la médecine, la santé et l’évolution du système sanitaire et social.

La fièvre est l’exemple le plus connu d’adaptation darwinienne : en élevant sa température, le corps met le parasite en zone d’inconfort. Si on supprime la fièvre en prescrivant un médicament antipyrétique, on enlève à l’organisme sa capacité à lutter contre l’infection… À l’inverse, les symptômes présentés par les chiens atteints de la rage (salivation excessive, comportement agressif) relèvent clairement d’une manipulation parasitaire : pour se transmettre, le virus a besoin que d’autres individus soient infectés. « Avant de supprimer un symptôme, il peut être judicieux de savoir de quelle catégorie il relève », note Luc Perino.

L’entérobactérie Escherichia coli, vue ici au microscope
Durant des milliers d’années, l’homme a co-évolué avec quantité de parasites – ici, la bactérie intestinale Escherichia coli - contre lesquels il a développé un certain nombre de défenses. Des changements brutaux d'environnement peuvent perturber cet équilibre.
L’entérobactérie Escherichia coli, vue ici au microscope
Durant des milliers d’années, l’homme a co-évolué avec quantité de parasites – ici, la bactérie intestinale Escherichia coli - contre lesquels il a développé un certain nombre de défenses. Des changements brutaux d'environnement peuvent perturber cet équilibre.

Les changements brutaux d’environnement entraînent leur lot de conséquences. On parle alors de mismatch : d’inadaptation de l’individu à son nouvel environnement. C’est l’une des explications apportées par la médecine darwinienne à la recrudescence des maladies auto-immunes et des allergies ces cinquante dernières années. « Ayant évolué dans des environnements riches en parasites, nous avons développé un système immunitaire particulièrement puissant, explique Frédéric Thomas. Or, avec la vaccination, les progrès de l’hygiène, les antibiotiques, etc., celui-ci est beaucoup moins sollicité. » Sous-employé, le système immunitaire a tendance à sortir l’artillerie lourde pour des événements mineurs – quelques malheureux grains de pollens s’introduisant dans l’organisme, par exemple – voire à se retourner contre le corps qu’il était censé protéger.

Comprendre ce mécanisme a permis de mettre au point un traitement inédit contre la maladie de Crohn, maladie inflammatoire chronique intestinale. L’idée est simple, mais a conduit chez les patients qui ont participé aux essais cliniques à une rémission de longue durée : il s’agit de donner à ingérer au patient des œufs de vers intestinaux de porc. Ces œufs ne se développent pas dans l’intestin humain, mais focalisent toute l’attention du système immunitaire !

Des tolérances différentes aux aliments

Un certain nombre de désordres d’origine alimentaire peuvent s’expliquer par des changements d’environnement. Le lait est un exemple. L’homme est le seul mammifère à continuer à consommer du lait à l’âge adulte. Pour autant, nous ne sommes pas tous égaux devant cet aliment : 2 % à peine des Chinois adultes tolèrent le lait de vache, contre 98 % des Hollandais. Cette différence s’explique par la sélection d’une mutation génétique intervenue il y a plus de six millénaires, au Néolithique, aux premiers temps de l’élevage. Grâce à cette mutation, certains individus installés en Europe du Nord ont pu continuer à produire la lactase, l’enzyme qui dégrade le lactose (sucre du lait), après le sevrage. Un avantage évident pour la survie lors des périodes de disette, qui explique pourquoi ce gène s’est maintenu et répandu dans cette région du monde.

Ces adaptations des populations locales aux aliments présents dans leur environnement direct ne sont pas sans conséquences à l’heure de la mondialisation. Le quinoa, plante de consommation courante en Amérique du Sud, comporte des substances détergentes mal tolérées par certains estomacs occidentaux. Autre aliment pouvant entraîner des désordres alimentaires : le soja. Cette plante très consommée en Asie contient des phyto-oestrogènes, des hormones végétales dont les effets sont encore peu connus sur les organismes d’Européens. « C’est tout le problème de faire consommer à des individus des plantes avec lesquelles ils n’ont pas évolué », déplore Michel Raymond, chercheur à l’Institut des sciences de l’évolution de Montpellier2.

Culture de quinoa en Bolivie
Le quinoa, auquel les populations d'Amérique du Sud sont adaptées depuis des milliers d'années, comporte des substances détergentes mal tolérées par certains estomacs occidentaux.
Culture de quinoa en Bolivie
Le quinoa, auquel les populations d'Amérique du Sud sont adaptées depuis des milliers d'années, comporte des substances détergentes mal tolérées par certains estomacs occidentaux.

Dernier champ où l’approche darwinienne se révèle d’un précieux secours : les problèmes de santé liés au vieillissement. « Au cours de l’évolution, les mécanismes ayant pour effet de maximiser la reproduction ont été systématiquement favorisés, même s’ils ont des effets délétères sur la survie de l’individu à plus long terme », analyse Luc Perino. Ce compromis entre les différentes phases de la vie – avec un avantage systématique donné à la phase reproductive –, éclaire d’un jour nouveau les maladies de la sénescenceFermerVieillissement naturel des tissus et de l’organisme. : dégénérescence du système nerveux, dégénérescence cardio-vasculaire, cancer.

Le calcium est un bon exemple de compromis évolutif. « Le gène qui produit le calcium et favorise son dépôt dans les tissus constitue un avantage dans les premiers âges de la vie, remarque Luc Perino. Il renforce les os et produit des individus plus résistants, donc plus aptes à se reproduire. Mais il se dépose aussi dans les artères, ce qui devient un vrai problème lorsque l’homme vieillit. » Un inconvénient que la sélection naturelle ne retient pas, puisqu’il intervient après la période de reproduction, et que le gène responsable a déjà été transmis à la génération suivante.

La cellule cancéreuse elle-même fait preuve d’un comportement égoïste, se reproduisant au détriment de ses voisines.

La recherche sur le cancer pourrait bénéficier de cette approche évolutive. « Grâce à l’action de la sélection naturelle, nos défenses contre le cancer sont globalement bonnes tant que nous sommes reproducteurs, observe Frédéric Thomas. C’est la raison pour laquelle les principaux cancers (prostate, sein, colorectal) sont des maladies qui se déclenchent le plus souvent en phase post-reproductive. » Certains mécanismes favorables à la reproduction peuvent alors se retourner contre l’individu : ainsi, les hommes qui produisent énormément de testostérone ont un avantage reproductif dans leur jeune âge, mais ce sont eux qui risquent le plus de déclencher un cancer de la prostate…
 

La maladie elle-même, caractérisée par une croissance débridée des cellules tumorales, présente un fonctionnement typiquement darwinien. La cellule cancéreuse fait preuve d’un comportement égoïste, se reproduisant au détriment de ses voisines – un dysfonctionnement qui remonterait à l’apparition de la multicellularité, il y a un demi-milliard d’années. « Au début, la vie était unicellulaire, chaque cellule étant alors chargée de sa propre reproduction, précise Frédéric Thomas. Avec l’apparition des êtres multicellulaires, les cellules ont confié le soin de la reproduction à des cellules spécialisées, les gamètes. En théorie, elles n’assurent plus que le seul renouvellement cellulaire. Mais, en cas de dérèglement, il arrive que les cellules retrouvent leurs vieux réflexes d’organismes unicellulaires. »  Un éclairage intéressant sur cette maladie, et une preuve de plus de l’intérêt de considérer nos problèmes de santé à la lumière de la pensée darwinienne.

A lire sur le même thème : Une approche darwinienne du cancer

Notes
  • 1. Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (CNRS/IRD/UM1/UM2).
  • 2. Unité CNRS/IRD/UM2.
Aller plus loin

Auteur

Laure Cailloce

Laure Cailloce est journaliste scientifique pour CNRS Le journal.

À lire / À voir

Pourquoi tombons-nous malade ?, Randolph Nesse et George Williams, De Boeck, coll. « Plaisir des sciences », 2013, 320 p.

Cro-Magnon toi-même ! Petit guide darwinien de la vie quotidienne, Michel Raymond, Seuil, coll. « Point Sciences », 2011, 248 p.

 L'Évolution des espèces. Les preuves (t. 1), Maxime Hervé et Denis Poinsot, Éditions Apogée, coll. « Espace des sciences », 2013, 64 p.

 L'Évolution des espèces. Les mécanismes (t. 2), Maxime Hervé et Denis Poinsot, Éditions Apogée, coll. « Espace des sciences », 2013, 64 p.

Commentaires

2 commentaires

Chers collègues, J'ai lu tardivement mais avec intérêt votre article intitulé : La médecine darwinienne (Journal du CNRS, printemps 2014). Pour l'écologue que je suis, considérer la santé humaine à la lumière de l'évolution et des interactions entre l'Homme et son environnement me semble marqué au coin du bon sens. Cependant, je suis surpris par l'exemple de la quinoa donné pour illustrer les désordres alimentaires liés, notamment, à la globalisation. Vous écrivez : "Le quinoa, plante de consommation courante en Amérique du Sud, comporte ainsi des substances mal tolérées par certains estomacs occidentaux." Sur quelle étude se fonde cette affirmation ? Telle qu'elle est formulée, la phrase laisse entendre que les estomacs sud-américains tolèrent la quinoa. Or il n'en n'est rien. Ou plutôt si : les populations andines se nourrissent de quinoa depuis des millénaires APRES en avoir lavé et frotté les graines pour éliminer les saponines toxiques qui les recouvrent. Sans ce pré-traitement systématique, les estomacs sud-américains seraient aussi intolérants à la quinoa que des estomacs occidentaux. De fait, la quinoa commercialisée en Europe et en Amérique du Nord depuis 40 ans est lavée-frottée, donc désaponifiée. Et, à ma connaissance, aucune étude ne signale chez les Occidentaux une sensibilité exacerbée qui les rendraient plus intolérants que les Andins aux traces infimes de saponines qui subsistent sur les grains ainsi traités. Jusqu'à preuve du contraire, il n'y a pas lieu de supposer une différence de "sensibilité à la quinoa" entre Andins et Occidentaux. En revanche, il n'est pas inutile de savoir que la sélection génétique de variétés de quinoa sans saponines est actuellement développée à l'Université de Wageningen (Pays-Bas). La justification de ces travaux (http://www.wageningenur.nl/en/show/Quinoa-for-babies.htm) est que la quinoa serait toxique pour les jeunes enfants. Pourtant, les jeunes enfants des Andes consomment de la quinoa comme leurs parents, depuis des millénaires et sans dommage. Et là encore, aucune étude à ma connaissance ne montre de sensibilité particulière chez les jeunes enfants occidentaux. Avec un peu de recul sur les intérêts économiques générés par le succès commercial de la quinoa (**), on peut s'interroger sur la justification réelle de ces travaux d'amélioration génétique : les Européens ne chercheraient-ils pas plutôt à capter une part du commerce mondial de la quinoa en créant des besoins de sécurité alimentaire imaginaires (la quinoa toxique pour les enfants) et en créant, surtout, des variétés ad hoc protégées par des brevets et seules autorisées à la culture en Europe ? La Bolivie dont les petits producteurs dominent, jusqu'à présent, le marché mondial de la quinoa serait bien en peine de suivre cette course à "l'amélioration génétique", comme elle peine déjà à défendre ses ressources génétiques largement transférées aux Pays-Bas, au Danemark et aux USA grâce à des années de "coopération scientifique" avec ces pays. Par ailleurs, et grâce à ces mêmes programmes de coopération, des variétés de quinoa sans saponines ont déjà été mises au point en Bolivie dans les années 1990… sans aucun succès auprès des agriculteurs andins. Et pour cause : privés de la protection naturelle fournie par les saponines, les grains étaient la proie des chenilles et des oiseaux avant même d'être récoltés. Les pesticides et les protections anti-oiseaux étant trop chers pour les agriculteurs locaux et inappropriés à une certification bio, les variétés sans saponines n'ont pas trouvé preneur dans les Andes. Bel (?) exemple d'échec d'une recherche en coopération promue au nom des petits producteurs (améliorer leurs variétés traditionnelles "amères") quand en réalité il s'agissait, dès le départ, de répondre aux besoins des industriels (***) à savoir : externaliser le coût de la désaponification, au besoin en faisant passer les producteurs locaux à des variétés dépendantes des pesticides… vendus par l'industrie. Enfin, ce qui achève de faire déplorer la manipulation de l'information au nom de la science, c'est l'iconographie utilisée dans l'article pour illustrer les risques de la consommation de quinoa pour les Occidentaux. Je sais que l'auteure de l'article n'est pas elle-même responsable de cette manipulation, mais il se trouve que je connais personnellement la femme figurant sur la photo : il s'agit de Doña Lupe, productrice de quinoa de la communauté de Jirira sur les bords du salar d'Uyuni, en Bolivie. Depuis des décennies, cette femme et son mari, Don Carlos, accueillent généreusement les chercheurs et les journalistes de passage dans la région. Elle serait sans doute surprise et attristée de voir que la quinoa qu'elle produit et qui lui permet, comme à des milliers d'autres producteurs de l'altiplano, de vivre du travail de la terre, est présentée ici comme un danger potentiel pour la santé… maintenant que des variétés "améliorées" en Europe vont rendre superflues les importations de Bolivie. Je ne sais pas si chercher la justification derrière la justification relève d'une pensée darwinienne mais, à coup sûr, cela ouvre des perspectives sur la complexité des interactions entre les sociétés et leur environnement. En Europe, après des années d'engouement, les campagnes de dénigrement plus ou moins ouvert contre la quinoa relèvent de ce jeu dont la biologie, même intégrative, ne saurait donner à elle seule une approximation suffisante. ** : une filière commerciale de quinoa s'est lancée en France il y a 3-4 ans… utilisant des variétés protégées par des COV, sélectionnées à l'Université de Wageningen à partir de matériel génétique sud-américain… sans rétribution pour les producteurs andins mais pas sans bénéfice pour le semencier nord-américain qui commercialise ces variétés nouvelles. *** : aux besoins d'alors car, aujourd'hui, les mêmes industriels ont trouvé des débouchés commerciaux aux saponines de quinoa.

très intéressant, l'approche des pathologies par la médecine évolutive a certainement de l'avenir, reste que le rapport entre l'individu et son environnement est un complexe de facteurs tel que la médecine thérapeutique sélective reste complétement incontournable.
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