CE36 - Santé Publique

Exposition prénatale au tabac et à la pollution atmosphérique et effets sur la santé respiratoire et le neurodévelopment de l’enfant: rôle de la méthylation placentaire – ETAPE

Prenatal Exposure to tobacco smoking and air pollution and effects on offspring respiratory and neurodevelopmental outcomes: role of placental DNA methylation

En France, environ 11% des enfants souffrent d’asthme et environ 10% souffrent de troubles du neurodéveloppement. Plusieurs études toxicologiques et épidémiologiques ont montré la toxicité pulmonaire et neurologique de l’exposition in utero au tabac et aux polluants atmosphériques, contribuant ainsi à l’étiologie des troubles respiratoires et neuro-développementaux.

enjeux et objectifs

Plusieurs mécanismes pour expliquer ces effets sont suspectés, parmi lesquels celui d’une altération des marques épigénétiques. La méthylation de l’ADN a été associée d’une part avec le tabagisme et l’exposition aux polluants atmosphériques et d’autre part avec la santé respiratoire et le neuro-développement. La plupart des études dans ce domaine ont exploré les marques de méthylation dans le sang de cordon. Très peu d’études se sont intéressées au placenta qui pourrait être à la fois un biomarqueur d’exposition car le tissu placentaire pourrait contenir un « historique » des expositions in utero de l’enfant, et un biomarqueur d’effet sur la santé du fait de son rôle majeur dans la sécrétion hormonale et la régulation endocrine. Malgré un nombre croissant d’études d’association sur la méthylation de l’ADN, très peu de travaux ont porté sur son rôle de médiateur dans les associations entre exposition environnementale et santé. Les rares études dans ce domaine se sont attachées à décrire l’effet potentiel de chaque médiateur sans tenir compte de la corrélation entre les différentes marques de méthylation. <br /> <br />Le projet ETAPE vise à identifier parmi les marques de méthylation placentaire 1) des biomarqueurs d’exposition aux tabagisme maternel pendant la grossesse et à l’exposition aux polluants de l’air, 2) des biomarqueurs d’effets sur la santé respiratoire et le neurodéveloppement de l’enfant, et à caractériser la contribution de la méthylation placentaire comme dans les associations entre l’exposition maternelle au tabac et aux polluants de l’air et le développement neurologique et la fonction pulmonaire de l’enfant.

ETAPE repose sur deux cohortes mère-enfant disposant de données longitudinales incluant les expositions pré- et post-natales, la méthylation placentaire, et des évaluations répétées des évènements de santé. Des études d’association avec une approche agnostique permettront de répondre aux objectifs 1 et 2. Des modèles « polymédiateurs » seront développés permettant ainsi d’identifier l’ensemble des médiateurs et de caractériser le rôle direct et indirect de ces médiateurs dans les associations entre exposition et évènement de santé. Des méthodes à variables latentes seront utilisées pour préciser les facteurs causaux et les facteurs de confusion permettant ainsi de mieux comprendre la relation entre l’exposition/évènement et des médiateurs en grande dimension.

Le projet ETAPE fournira de nouvelles informations sur la toxicité pulmonaire et neurologique de l’exposition in utero au tabac et aux polluants de l’air, deux contaminants dont les niveaux d’exposition élevés en font un problème de santé publique majeur notamment pour des populations vulnérables telles que les femmes enceintes et les enfants.

Le projet ETAPE fournira de nouvelles informations sur la toxicité pulmonaire et neurologique de l’exposition in utero au tabac et aux polluants de l’air, deux contaminants dont les niveaux d’exposition élevés en font un problème de santé publique majeur notamment pour des populations vulnérables telles que les femmes enceintes et les enfants.

1. Rousseaux S, Seyve E, Chuffart F, Bourova Flin E, Benmerad M, Charles MA, Forhan A, Heude B, Siroux V, Slama R, Tost J, Vaiman D, Khochbin S, Lepeule J. Immediate and durable effects of maternal tobacco consumption alter placental DNA methylation in enhancer and imprinting gene-containing regions. In revision. Also published in Biorxiv doi: 10.1101/852186.

2. Blum MGB, Valeri L, François O, Cadiou S, Siroux V, Lepeule J, Slama R. Challenges Raised by Mediation Analysis in a High-Dimension Setting. Environ Health Perspect. 2020 doi: 10.1289/EHP6240.

3. Caye K, Jumentier B, Lepeule J, François O. LFMM 2: Fast and Accurate Inference of Gene-Environment Associations in Genome-Wide Studies. Mol Biol Evol. 2019. doi: 10.1093/molbev/msz008.

4. Jumentier B, Caye K, …, Lepeule J, François O. Sparse latent factor regression models for genome-wide and epigenome-wide association studies. 2020. BioRxiv. doi: 10.1101/2020.02.07.938381

5. Everson T*, Vives-Usano M*, Seyve E*, …, Marsit C*, Lepeule J*, Hivert MF*, Bustamante M*. Placental DNA methylation signatures of maternal smoking during pregnancy and potential impacts on fetal growth. In revision. Also published in Biorxiv doi: 10.1101/663567 (* co-first and co-last authors)

En France, environ 11% des enfants souffrent d’asthme et environ 10% souffrent de troubles du neurodéveloppement. Plusieurs études toxicologiques et épidémiologiques ont montré la toxicité pulmonaire et neurologique de l’exposition in utero au tabac et aux polluants atmosphériques, contribuant ainsi à l’étiologie des troubles respiratoires et neuro-développementaux. Plusieurs mécanismes pour expliquer ces effets sont suspectés, parmi lesquels celui d’une altération des marques épigénétiques. La méthylation de l’ADN a été associée d’une part avec le tabagisme et l’exposition aux polluants atmosphériques et d’autre part avec la santé respiratoire et le neuro-développement. La plupart des études dans ce domaine ont exploré les marques de méthylation dans le sang de cordon. Très peu d’études se sont intéressées au placenta qui pourrait être à la fois un biomarqueur d’exposition car le tissu placentaire pourrait contenir un « historique » des expositions in utero de l’enfant, et un biomarqueur d’effet sur la santé du fait de son rôle majeur dans la sécrétion hormonale et la régulation endocrine. Malgré un nombre croissant d’études d’association sur la méthylation de l’ADN, très peu de travaux ont porté sur son rôle de médiateur dans les associations entre exposition environnementale et santé. Les rares études dans ce domaine se sont attachées à décrire l’effet potentiel de chaque médiateur sans tenir compte de la corrélation entre les différentes marques de méthylation. Le projet ETAPE vise à identifier parmi les marques de méthylation placentaire 1) des biomarqueurs d’exposition aux tabagisme maternel pendant la grossesse et à l’exposition aux polluants de l’air, 2) des biomarqueurs d’effets sur la santé respiratoire et le neurodéveloppement de l’enfant, et à caractériser la contribution de la méthylation placentaire comme dans les associations entre l’exposition maternelle au tabac et aux polluants de l’air et le développement neurologique et la fonction pulmonaire de l’enfant. ETAPE repose sur deux cohortes mère-enfant disposant de données longitudinales incluant les expositions pré- et post-natales, la méthylation placentaire, et des évaluations répétées des évènements de santé. Des études d’association avec une approche agnostique permettront de répondre aux objectifs 1 et 2. Des modèles « polymédiateurs » seront développés permettant ainsi d’identifier l’ensemble des médiateurs et de caractériser le rôle direct et indirect de ces médiateurs dans les associations entre exposition et évènement de santé. Des méthodes à variables latentes seront utilisées pour préciser les facteurs causaux et les facteurs de confusion permettant ainsi de mieux comprendre la relation entre l’exposition/évènement et des médiateurs en grande dimension. Le projet ETAPE fournira de nouvelles informations sur la toxicité pulmonaire et neurologique de l’exposition in utero au tabac et aux polluants de l’air, deux contaminants dont les niveaux d’exposition élevés en font un problème de santé publique majeur notamment pour des populations vulnérables telles que les femmes enceintes et les enfants.

Coordinateur du projet

Madame Johanna Lepeule (Institut pour l'Avancée des Biosciences)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

TIMC-IMAG Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble
iPLESP Institut Pierre Louis d'épidémiologie et de santé publique
IAB Institut pour l'Avancée des Biosciences
CRESS Centre de Recherche Epidémiologiques et Bio Statistiques de Sorbonne Paris Cité

Aide de l'ANR 431 708 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2018 - 48 Mois

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