La génétique a longtemps
ignoré la nature matérielle des
gènes. Ce n’est que depuis une
vingtaine d’années que l’on a
accès
massivement
aux
séquences d’ADN, la chaîne
moléculaire qui matérialise l’information génétique transmise
des parents aux enfants. Pour
autant, l’ignorance de la composition chimique des gènes n’a
nullement empêché d’obtenir
des résultats fins sur l’hérédité
de tel ou tel trait.
La première question que l’on se pose face
à une maladie comme le cancer du sein est :
« est-ce une maladie génétique, existe-t-il des
gènes qui prédisposent à cette maladie? ». Pour
les cancers, la réponse a longtemps été incertaine. On s’attend à une réponse positive si l’on
constate des concentrations familiales de la
maladie, si l’on peut attribuer à la fille ou la
sœur d’une femme atteinte un risque plus
grand que celui encouru par l’ensemble de la
population. Et pendant longtemps, le statisticien généticien a eu pour données de base des
pedigrees comme celui de la figure 1.
Que faire d’un tel pedigree ? On sait,
presque depuis Mendel, qu’un caractère héréditaire est souvent déterminé par un « gène »
pouvant prendre plusieurs formes, appelées ses
allèles. Chaque individu hérite un allèle de son
père et un allèle de sa mère; il transmet à chacun de ses enfants l’un de ces deux allèles au
hasard. Le généticien propose alors, pour la
transmission de la maladie étudiée, un modèle,
qui suppose l’intervention de certains gènes et
allèles. Ce modèle, le statisticien doit le valider
à l’aide de tests statistiques appropriés, qui permettront par exemple d’éliminer les hypothèses
les plus simples, comme: « la maladie étudiée
n’a aucune composante génétique ».
Dans le cas de plus en plus étudié des maladies à étiologie complexe (cas du cancer du
sein), où interviennent des facteurs d’environnement ou bien dont l’incidence dépend
de l’âge, il convient de traiter des données
qui dépendent du temps ; on doit alors faire
appel à la statistique des processus. C’est une
branche mathématique élaborée, qui s’appuie
en grande partie sur les résultats obtenus par
l’école française de probabilités des années
1980 (P. A. Meyer, J. Jacod) et ceux de statistique dus à l’école scandinave.
Des statistiques pour déterminer le
chromosome porteur du gène
Une fois établie par l’analyse des pedigrees l’existence d’un gène de susceptibilité
au cancer du sein, la seconde étape consiste
à le localiser, au moins grossièrement, sur l’un
des 23 chromosomes humains. Pour cela, on
dispose depuis les années 1980 de marqueurs;
ce sont de petites chaînes d’ADN bien déterminées que l’on peut « lire » à moindre coût,
disons par une analyse chimique rapide. Balises
Trouver un gène responsable de cancer
29
Figure 1. Une famille où l’on observe une concentration de cancers du sein. Les carrés indiquent les hommes, les cercles les femmes. Un individu est indiqué en noir s’il est atteint,
barré s’il est décédé. On constate que la grand-mère, une de ses filles et trois de ses petites
filles ont eu un cancer. Bien sûr, chez d’autres membres de la famille, la maladie peut encore
se déclarer. C’est à partir de tels pedigrees que les généticiens sont conduits à supposer l’existence de gènes de susceptibilité à la maladie.
ignoré la nature matérielle des
gènes. Ce n’est que depuis une
vingtaine d’années que l’on a
accès
massivement
aux
séquences d’ADN, la chaîne
moléculaire qui matérialise l’information génétique transmise
des parents aux enfants. Pour
autant, l’ignorance de la composition chimique des gènes n’a
nullement empêché d’obtenir
des résultats fins sur l’hérédité
de tel ou tel trait.
La première question que l’on se pose face
à une maladie comme le cancer du sein est :
« est-ce une maladie génétique, existe-t-il des
gènes qui prédisposent à cette maladie? ». Pour
les cancers, la réponse a longtemps été incertaine. On s’attend à une réponse positive si l’on
constate des concentrations familiales de la
maladie, si l’on peut attribuer à la fille ou la
sœur d’une femme atteinte un risque plus
grand que celui encouru par l’ensemble de la
population. Et pendant longtemps, le statisticien généticien a eu pour données de base des
pedigrees comme celui de la figure 1.
Que faire d’un tel pedigree ? On sait,
presque depuis Mendel, qu’un caractère héréditaire est souvent déterminé par un « gène »
pouvant prendre plusieurs formes, appelées ses
allèles. Chaque individu hérite un allèle de son
père et un allèle de sa mère; il transmet à chacun de ses enfants l’un de ces deux allèles au
hasard. Le généticien propose alors, pour la
transmission de la maladie étudiée, un modèle,
qui suppose l’intervention de certains gènes et
allèles. Ce modèle, le statisticien doit le valider
à l’aide de tests statistiques appropriés, qui permettront par exemple d’éliminer les hypothèses
les plus simples, comme: « la maladie étudiée
n’a aucune composante génétique ».
Dans le cas de plus en plus étudié des maladies à étiologie complexe (cas du cancer du
sein), où interviennent des facteurs d’environnement ou bien dont l’incidence dépend
de l’âge, il convient de traiter des données
qui dépendent du temps ; on doit alors faire
appel à la statistique des processus. C’est une
branche mathématique élaborée, qui s’appuie
en grande partie sur les résultats obtenus par
l’école française de probabilités des années
1980 (P. A. Meyer, J. Jacod) et ceux de statistique dus à l’école scandinave.
Des statistiques pour déterminer le
chromosome porteur du gène
Une fois établie par l’analyse des pedigrees l’existence d’un gène de susceptibilité
au cancer du sein, la seconde étape consiste
à le localiser, au moins grossièrement, sur l’un
des 23 chromosomes humains. Pour cela, on
dispose depuis les années 1980 de marqueurs;
ce sont de petites chaînes d’ADN bien déterminées que l’on peut « lire » à moindre coût,
disons par une analyse chimique rapide. Balises
Trouver un gène responsable de cancer
29
Figure 1. Une famille où l’on observe une concentration de cancers du sein. Les carrés indiquent les hommes, les cercles les femmes. Un individu est indiqué en noir s’il est atteint,
barré s’il est décédé. On constate que la grand-mère, une de ses filles et trois de ses petites
filles ont eu un cancer. Bien sûr, chez d’autres membres de la famille, la maladie peut encore
se déclarer. C’est à partir de tels pedigrees que les généticiens sont conduits à supposer l’existence de gènes de susceptibilité à la maladie.