Une nouvelle recherche suggère que la biologie humaine ne connaît que l’hiver et le printemps
UNEL’automne laisse changer de couleur. La première neige d’hiver. Fleurs de jonquille signalant le début du printemps. Les longues et chaudes journées d’été. Aux latitudes tempérées d’Europe et des Amériques, les quatre saisons de la nature font partie intégrante de la vie des gens. Mais il s’avère que la biologie humaine a un calendrier différent.
Dans une étude récente publiée dans la revue scientifiqueunel Communications de la nature, Généticien de Stanford Michael Snyder, PhD, a examiné comment les données biologiques des gens ont changé au cours de l’année. Armé d’une vaste mine d’informations – plus de 1000 mesures provenant de plus de 100 personnes évaluant les gènes, les protéines, les marqueurs métaboliques, les marqueurs du système immunitaire et le microbiome – il a découvert qu’au lieu de quatre saisons distinctes, le corps semble subir deux changements: un au début de l’hiver et l’autre au milieu du printemps.
Élémentaire s’est entretenu avec Snyder de l’étude récente, de ce qui pourrait expliquer les saisons biologiques et de ce qu’elles signifient pour votre santé. Cette interview a été légèrement modifiée par souci de longueur et de clarté.
Élémentaire: Qu’est-ce qui vous a incité à regarder les changements saisonniers en biologie?
Michael Snyder: Je me demandais récemment pourquoi pensons-nous qu’il y a quatre saisons? C’est un peu arbitraire. Peut-être qu’il y a 15 saisons, peut-être qu’il y en a trois, je ne sais pas. Pourquoi ne laissons-nous pas les données nous dire combien de saisons il y a, du moins du point de vue de la biologie humaine. Ce qui signifie, y a-t-il des modèles dans les données pour vous dire combien de saisons il y a vraiment? Donc, l’inspiration pour cette étude était vraiment la combinaison de ces deux choses: essayer toujours de comprendre les modèles de santé des gens et le concept selon lequel les saisons sont assez arbitraires, quand on y pense.
Qu’as-tu trouvé?
Nous dressons le profil de ce groupe de 109 personnes depuis plusieurs années et nous avons eu plus d’un millier de mesures au total. Nous avons simplement cherché des modèles biologiques dans les données. Tout d’abord, nous avons commencé avec des molécules individuelles, et nous avons vu [patterns] qui étaient déjà connus. Par exemple, l’hémoglobine A1C [a test that measures blood sugar levels] était connue pour culminer au printemps. Nous avons également trouvé beaucoup de nouveaux [patterns], comme vous pouvez l’imaginer, parce que nous avons examiné tellement de molécules, donc il y a beaucoup de choses qui n’ont pas été rapportées. L’un était [the expression of] ce gène du rythme circadien appelé CIR1 et connu pour fluctuer au cours de la journée. Mais ce qui est intéressant, c’est que nous avons constaté qu’il présentait en fait un modèle saisonnier et des pics fin avril / début mai. Ensuite, il y a eu des changements dans diverses cytokines [immune system proteins] impliqués dans la lutte contre les maladies virales. Nous étions également très intéressés par le microbiome, qui avait été un peu étudié, mais encore une fois, pas au niveau où nous l’avons fait, et nous avons vu pas mal de changements là aussi.
Après avoir vu ces changements de molécules individuelles, nous avons dit: «Si nous prenons toutes ces molécules ensemble, tombent-elles dans des schémas majeurs?» Il s’avère que oui. Il existe deux modèles principaux [in these 109 people]: l’un est ce à quoi vous vous attendez, c’est fin décembre / début janvier – un modèle hivernal, si vous voulez. Mais alors vous avez peut-être pensé que l’autre modèle devrait être juillet ou août quand il fait vraiment chaud – la fin de l’été. Mais ce n’était pas du tout le cas, en fait. Le modèle qui est apparu était fin avril / début mai. C’était donc, du moins pour moi, une surprise.
Toutes les personnes interrogées sont originaires du nord de la Californie et, évidemment, les saisons sont différentes de celles de la Nouvelle-Angleterre ou du sud-est. Pensez-vous que le modèle de deux saisons que vous avez trouvé tiendrait ailleurs, ou pensez-vous qu’il serait dicté par les conditions météorologiques locales et les changements de température?
Je ne sais pas, mais je pense que l’approche que nous utilisons maintenant peut être appliquée n’importe où, nous devons juste obtenir les données. Il n’y a aucune raison que ce soit deux; dans certains endroits, ce pourrait être trois saisons, dans d’autres endroits cela pourrait être 10. Qui sait? Je pense que ce serait vraiment amusant de comprendre cela.
Quels types de molécules avez-vous examinés? Je sais que dans des études antérieures, vous avez analysé le génome, le métabolome et le microbiome. Où avez-vous vu les plus grandes différences dans cette étude?
Nous mesurons autant de molécules que possible. Un certain nombre d’entre eux sont des marqueurs cliniques, mais la plupart d’entre eux sont de l’ARN – vos transcriptions, protéines et métabolites. Nous mesurons tout cela. C’est environ 20 000 molécules au total, plus les microbes.
Nous avons vu des tonnes et des tonnes de microbes dans la cavité nasale des gens changer, ainsi que certains changements dans l’intestin. Je pense que cela a du sens étant donné l’exercice des gens et probablement la nourriture qu’ils mangent [change with the seasons], ils devraient donc voir des changements dans leur microbiome intestinal. Aussi dans leur cavité nasale parce que, encore une fois, vous aspirez tout ce qui vous entoure, et cela va changer au cours de l’année.
Fascinant. D’après vous, qu’est-ce qui explique ces tendances saisonnières? Est-il motivé par la biologie ou l’environnement?
Le modèle hivernal est ce à quoi vous vous attendez, ce sont des infections virales et des choses comme ça qui se manifestent [and changing the biology]. Mais il y a aussi d’autres trucs sympas, [particularly with the microbiome]. Les bactéries associées à l’acné, par exemple, atteignent leur apogée en hiver. À la fin du printemps, début avril, asthme et allergies [drive a lot of the molecular changes], encore une fois que vous attendez. Mais il y a aussi beaucoup de changements métaboliques auxquels je ne m’attendais pas vraiment. Notre explication est que les gens sont en quelque sorte dormants pendant la saison des pluies en Californie. C’est-à-dire qu’ils font moins d’exercice qu’en été. Donc, ce que nous pensons, c’est que les choses s’accumulent, disons, en mars et avril. Ensuite, à mesure que les gens en sortent, ils commencent à faire plus d’exercice et leur santé métabolique et cardiovasculaire s’améliore. Avec le recul, cela a beaucoup de sens.
Pouvez-vous parler un peu plus de la relation entre l’environnement et la santé des gens? Les changements dans le système immunitaire et l’inflammation que vous observez, par exemple, sont-ils uniquement dus à l’augmentation des infections virales pendant l’hiver, ou est-ce que cela pourrait être un changement qui rend une personne plus vulnérable à une infection virale?
C’est une bonne question. Je pense que c’est probablement en partie dû aux infections virales, car nous voyons augmenter les cytokines. Nous ne montrons que des associations, donc nous ne pouvons pas prouver l’un par rapport à l’autre, mais il y a très probablement une augmentation des infections virales. Mais il est vrai que les gens sont en moins bonne santé en hiver, ce qui les rend probablement un peu plus vulnérables également. Ils vont probablement ensemble.
Le motif du ressort est beaucoup plus complexe. Il a certainement la signature d’allergie et d’asthme, mais il a également tous ces marqueurs métaboliques, comme l’hémoglobine A1C, qui est associée au diabète et à la résistance à l’insuline. Certains des marqueurs du diabète de type 2 sont élevés dans le motif printanier; même chose avec les marqueurs des maladies cardiovasculaires. Et encore une fois, je pense que cela se rapporte à l’environnement externe – dans ce cas, nous pouvons le corréler avec le pollen. Nous n’avons pas encore publié cela, mais nous pouvons certainement voir des corrélations entre les expositions externes et certains des métabolites internes, ce qui signifie que nous voyons des choses se passer à l’extérieur, comme le pollen, peuvent être corrélées avec des changements métaboliques à l’intérieur de vous. Nous pensons donc que certains marqueurs sont en corrélation avec l’environnement et d’autres avec le style de vie des gens.
Quelles sont les implications de la connaissance de nos «saisons de santé»?
Je pense que les implications sont doubles. Premièrement, nous n’utilisons pas vraiment très bien les données longitudinales en médecine. L’un de mes plus gros reproches est que lorsque vous entrez dans le cabinet d’un médecin, ils vous mesurent et vous comparent à ce qu’ils attendent de la population. Ils ne recherchent pas les tendances et je dirais que vous devriez vraiment suivre les tendances des gens. Par exemple, si votre hémoglobine A1C augmente, vous voulez vraiment suivre cela. Mais il est également agréable de savoir quels sont les effets saisonniers. Donc, si quelque chose tourne un peu haut fin avril / début mai, vous pouvez dire: “ Eh bien, c’est probablement parce qu’ils ont été moins actifs et que cela peut être saisonnier, mais ils peuvent probablement le réduire à l’approche de l’été. ‘ Maintenant, si la température est élevée en hiver, il y a probablement quelque chose qui se passe là-bas et c’est bien d’avoir compris cela. Vous pouvez donc en tenir compte lorsque vous interprétez la santé des gens.
Ou cela pourrait signifier que vous devez travailler un peu plus dur, pour ne pas avoir un pic plus élevé de maladies cardiovasculaires et de marqueurs de maladies métaboliques à la fin avril. Peut-être que les gens devraient se pousser un peu plus pendant ces saisons des pluies pour réduire ces marqueurs. Ce serait une autre façon de l’interpréter. Je pense que cela aide à interpréter la santé des gens et ce qu’il faut faire à ce sujet.