Déterminants génétiques des niveaux d ’exposition aux composés

Nos résultats montrent que les niveaux sanguins de p,p′-DDE et PCB153 sont liés plus particulièrement aux polymorphismes du gène CYP2B6. Ces résultats sont cohérents avec les études expérimentales montrant que CYP2B6 participe au métabolisme de p,p′-DDE et PCB153 chez l'Homme (Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) 2002, Kitamura et al. 2002, Lehmler et al. 2010, Grimm et al. 2015, Kania-Korwel et al. 2016).

Nos résultats sont également cohérents avec ceux d’une étude récente (Lind et al. 2017) menée en Suède chez des sujets âgés de 70 ans et plus, montrant que CYP2B6 est un déterminant des niveaux de p,p’-DDE. Nous avons montré que le SNP rs8192719 du gène

CYP2B6 était associé à une augmentation des niveaux sanguins de p,p’-DDE. Ce SNP est en déséquilibre de liaison avec rs7255374 (D’=1, R²=0.75 « Phase 3 (Version 5) of the 1000

Genome Project » rapporté par Lind et al comme étant associé aux mesures élevées de p,p ’-DDE. Deux autres SNP de CYP2B6 (rs2014141 et rs2279344), associés à une diminution des niveaux de p,p’-DDE dans notre étude, sont en fort DL avec rs7260538 (D’≥0.96, R²≥ 0.75, « Phase 3 (Version 5) of the 1000 Genome Project » rapporté par les mêmes auteurs comme associé à une diminution des concentrations de p,p’-DDE.

Nos résultats ont montré que des SNP de CYP2B6 étaient associés aux niveaux circulants de PCB153. Une association entres les niveaux sériques de plusieurs PCB et les polymorphismes de CYP2B6 ont également été rapportés par Ng et al (Ng et al. 2015). Le rs7255904 associé dans nos données avec le niveau de PCB 153 est en faible déséquilibre de liaison avec rs8109848 (R²<0.3) également associé avec PCB153 chez Ng et al. Nous avons

113 également mis en évidence l’existence de deux autres SNP du gène CYP2B6 (rs2014141 et rs2279344) associés à une diminution des niveaux circulants de PCB153. Un déséquilibre de liaison modéré entre ces SNP (D’=0.85, R²=0.61) pourrait pointer vers un même variant causal.

L'expression et l'activité du CYP2B6 sont très variables d'un individu à l'autre en raison des polymorphismes génétiques. L'enzyme CYP2B6 est principalement exprimée dans le foie et dans les tissus cérébraux chez l'Homme (Lamba et al. 2003). On estime que CYP2B6 métabolise environ 25 % des médicaments pharmaceutiques sur le marché, et que son expression est soumise à un degré élevé de variabilité en raison de la présence de nombreux polymorphismes (Yang et al. 2013). Plusieurs polymorphismes mono-nucléotidiques (SNP) pertinents sur le plan fonctionnel ont été signalés comme ayant un effet sur l'activité du

CYP2B6. Les porteurs d’une copie de l’haplotype CYP2B6*6, constitué de deux SNP codants (mutation faux-sens) rs3745274 (516G>T ; causant un changement Q172H : glutamine  histidine) et rs2279343 (785A>G ; causant un changement K262R : lysine  arginine K262R), ont montré une baisse d’activité de l’enzyme CYP2B6. Ces sujets ont un phénotype de métaboliseur lent pour plusieurs médicaments in vivo (Lang et al. 2001). Le SNP rs8192719 mis en évidence dans nos données est en fort DL avec le SNP fonctionnel rs3745274 (D’=0.99, R²=0.95) décrit ci-dessus. Au total, notre étude conforte l’idée que la variation génétique du gène CYP2B6 est d'une importance majeure pour la clairance du p,p′-DDE et PCB153 dans l'organisme humain.

D’après les résultats de l’analyse groupée des SNP les plus significatifs, nous avons montré que 14,5 % de la variation des niveaux de p,p′-DDE sont expliqués par les facteurs génétiques contre 1,5% seulement de la variation des niveaux de PCB153. Le très faible pourcentage de variation des niveaux de PCB153 expliqué par les variants génétiques dans notre étude peut être lié au fait que d’autres variants génétiques importants n’ont pas été identifiés, ou que les niveaux de PCB153 étaient trop faibles pour induire le système enzymatique permettant l’élimination de ce composé.

L’ensemble des SNP mis en évidence dans notre étude sont localisés dans des régions de l’ADN non-codantes (introns, ou régions inter-géniques). Plusieurs hypothèses peuvent être avancées pour expliquer comment les variants non-codants pourraient influencer les niveaux d’expression des gènes : (a) un SNP peut être en DL avec un SNP fonctionnel non génotypé ; (b) les variants génétiques localisés dans des régions non codantes peuvent aussi avoir un rôle dans la régulation de l'expression du gène ou créer des sites d'épissage

114 alternatifs. L'annotation des SNP en utilisant la base de données « RegulomeDB » (Tableau 23) a révélé que 2 SNP (rs8192719 et rs2279344) du gène CYP2B6 associés aux niveaux sériques de p,p’-DDE et PCB153 dans nos données sont susceptibles d'affecter la liaison des facteurs de transcription et sont liés à l'expression du gène CYP2B6 (score « 1f » pour détails voir Tableau annexe 8). D’autre part, la base de données « Haploreg 4.1 » indique que ces 2 SNP, ainsi que d’autres en déséquilibre de liaison (R²>0.8), se situent dans des régions de marqueurs épigénétiques H3K4me1, H3K4me3, H3K27ac et H3K9ac au niveau du foie, connus pour leur rôle dans la transcription. Ceci suggère que ces SNP pourraient intervenir dans le métabolisme du DDT et des PCB via la régulation de l’expression du CYP2B6.

Tableau 23: localisation des SNP significatifs et les scores de prédiction de fonction obtenu à

partir RegulomeDB

SNP Chromosome Gène localisation Score RegulomeDB

rs8192719 19 CYP2B6 INTRON 1f rs2279344 19 CYP2B6 INTRON 1f rs7254343 19 CYP2A13 INTERGENIC 5 rs2014141 19 CYP2B6 INTRON NA rs7255904 19 CYP2B6 INTERGENIC NA 4.3. Forces et limites

Idéalement, le rôle des gènes du MX sur les niveaux sanguins d'un xénobiotique, comme le p,p’-DDE ou PCB153, devrait être étudié dans un contexte expérimental en distribuant une dose fixe du composé à un moment donné et en évaluant ensuite les concentrations des composés de façon normalisée. Cependant, en étudiant cette relation dans une étude épidémiologique observationnelle, nous pouvons observer une relation qui correspond davantage à des situations réelles. La principale force de l'étude réside dans la taille relativement grande de l’échantillon de sujets inclus dans les analyses avec des mesures des organochlorés et données de génotypage valide.

Les analyses principales de l’étude sur les déterminants génétiques des niveaux d’organochlorés ont été effectuées chez les témoins. Le relargage de composés organochlorés stockés dans les graisses à l’occasion de la perte de poids liée au cancer ou à son traitement aurait pu biaiser les résultats.

Une limite majeure de notre étude était liée au fait qu’une large part des sujets présentaient des concentrations de p,p’-DDE ou de PCB153 au-dessous du seuil de détection. La stratégie d’analyse utilisée a permis de contourner ce problème. Nous avons choisi la régression linéaire avec imputation des valeurs sous la limite de détection à partir d’une loi

115 log-normale car la distribution empirique des valeurs observées log-transformées a montré une bonne adéquation à la loi normale. Cette stratégie d’imputation minimise également l’inflation de la variance des concentrations par rapport d’autres stratégies d’imputation tel que la division de la valeur LD par la racine de deux. Toutefois, nous avons conduit des analyses supplémentaires en considérant les niveaux des organochlorés comme une variable ordinale où les valeurs sous LD ont été groupées dans la même classe. Les résultats obtenus par cette approche ont été semblables à ceux des résultats présentés ce qui indique la robustesse des résultats de l'étude.

Un calcul a montré qu'avec 1000 sujets, la puissance statistique était limitée pour détecter des associations lorsque le coefficient β du facteur d’intérêt était inférieur à 0.1. Des associations faibles ou modérées entre p,p′-DDE ou PCB153 et des variants génétiques ont pu ne pas être détectées.

5. Conclusion

Nous avons démontré que les polymorphismes du gène CYP2B6 impliqué dans le métabolisme des xénobiotiques sont des déterminants importants des niveaux sanguins de composés organochlorés. Nos résultats indiquent qu’un même niveau d’exposition environnementale aux organochlorés peut se traduire par valeurs différentes de marqueurs biologiques d’exposition. Ils suggèrent l’importance qu’il pourrait y avoir à prendre en compte les variants génétiques, particulièrement dans CYP2B6, dans les études épidémiologiques destinées visant à investiguer les relations entre exposition et maladie

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CONCLUSION GENERALE

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