Avez-vous l’impression de tomber plus souvent malade en hiver ? Certains pensent que c’est simplement parce que nous passons plus de temps entassés à l’intérieur avec d’autres personnes lorsqu’il fait froid. C’est peut-être l’une des raisons pour lesquelles l’hiver est souvent considéré comme la saison du rhume et de la grippe. Toutefois, ce n’est pas aussi simple que cela. Les médecins et les scientifiques ont observé d’autres tendances saisonnières en matière de maladies, qui n’ont rien à voir avec la proximité des autres. De nombreuses maladies, en particulier les maladies auto-immunes telles que la polyarthrite rhumatoïde, s’aggravent pendant les mois d’hiver, puis s’améliorent inexplicablement par temps chaud.

Au cours de la dernière décennie, de nombreuses études portant sur la saisonnalité et le système immunitaire ont confirmé que l’immunité, l’inflammation et d’autres composantes de la santé ont effectivement un rythme saisonnier – et que ce rythme est causé par des différences dans l’expression des gènes au fil des saisons. En fait, environ un quart des gènes de l’organisme semblent être plus actifs à certaines périodes de l’année. En bref, en plus des rythmes circadien, infradien et ultradien, notre corps a également un rythme saisonnier.

Saisonnalité et système immunitaire

Il est reconnu depuis longtemps que des facteurs non génétiques peuvent influencer certains rythmes saisonniers de l’organisme. Prenons, par exemple, le fait mentionné plus haut que le fait d’être plus souvent en contact avec d’autres personnes à l’intérieur peut augmenter le risque de maladies infectieuses. Ou encore l’idée que l’augmentation par temps froid des maladies mentales et d’affections telles que la dépression saisonnière est due, au moins en partie, à la baisse des niveaux de vitamine D due à un moindre ensoleillement.

Bien que ces types de facteurs contribuent sans aucun doute aux rythmes saisonniers dans de nombreux aspects de notre santé, ils n’en sont pas la seule cause. Une étude chronobiologique sur la saisonnalité et le système immunitaire, réalisée à l’université de Cambridge et publiée dans Nature Communications, a révélé que les changements saisonniers dans l’expression des gènes ont une incidence sur tous les aspects de la santé, de l’inflammation au diabète gestationnel et aux maladies cardiaques, en passant par la composition du sang et des tissus adipeux et la réponse du système immunitaire d’une saison à l’autre.

Test de l’expression génétique

L’expression des gènes est le processus par lequel les instructions génétiques sont utilisées pour créer les protéines nécessaires à la réalisation et à la participation à des fonctions corporelles particulières. En bref, nos gènes contiennent les plans des protéines. Lorsqu’un gène particulier est exprimé, la protéine dont le code est porté par le gène est fabriquée dans la cellule qui l’exprime. Les différences entre les divers types de cellules du corps sont simplement dues aux différentes protéines exprimées.

Pour tester l’expression des gènes, l’équipe de l’université de Cambridge a prélevé des échantillons de sang et de tissus sur 16 000 personnes vivant dans des régions éloignées de l’hémisphère nord et de l’hémisphère sud. Plusieurs facteurs ont été mesurés, notamment les types et les quantités de cellules dans le sang ainsi que la composition protéique des cellules dans le sang et les tissus. Résultat ? Plusieurs gènes présentaient des variations saisonnières constantes dans différentes populations, dans des pays aussi divers que la Gambie et le Royaume-Uni.

ARNTL, immunité et hiver

Dans l’étude de Cambridge, l’un des gènes dont l’expression diffère en été et en hiver est le gène ARNTL. Ce gène a déjà fait l’objet de plusieurs études, notamment dans le domaine de la biologie circadienne. L’ARNTL a été associé au rythme circadien ainsi qu’à une série de troubles médicaux, notamment le diabète gestationnel, l’inflammation et les maladies cardiaques. L’étude récente a montré que l’ARNTL était beaucoup plus active en été et moins en hiver.

Il a été démontré que l’ARNTL protège contre l’inflammation chez les rats et l’on pense qu’il a le même effet chez l’homme. Ainsi, les différences d’expression génétique d’une saison à l’autre peuvent expliquer pourquoi les maladies inflammatoires, telles que la polyarthrite rhumatoïde et les maladies cardiaques, s’aggravent généralement en hiver.

Un autre ensemble de gènes, qui a été associé à la réponse de l’organisme à la vaccination, semble être plus actif en hiver, ce qui suggère que le fait de programmer les vaccins de manière plus précise pourrait améliorer la réponse immunitaire ultérieure de l’organisme. Ce lien entre l’expression saisonnière du gène ARNTL et d’autres gènes, d’une part, et certaines maladies, d’autre part, offre de nouvelles possibilités de traitement pour les personnes atteintes de maladies chroniques.

Une autre étude plus récente sur la saisonnalité et le système immunitaire a examiné des échantillons de sang prélevés sur plus de 329 000 participants sur une période de 10 ans. Les chercheurs ont constaté des différences évidentes dans les marqueurs d’inflammation et le nombre de globules blancs en fonction des saisons et même des heures de la journée. Sur la base de ces informations, il est apparu que les personnes pouvaient être plus sensibles à certaines maladies pendant les périodes moins actives de la journée (comme la nuit) et en hiver. Les variations quotidiennes et saisonnières des marqueurs de l’inflammation et du nombre de globules blancs ne semblent pas liées aux niveaux de vitamine D ou à des facteurs environnementaux.

Pourquoi les variations saisonnières sont-elles importantes ?

Pourquoi la saison affecte-t-elle l’expression des gènes et le système immunitaire en particulier ? Les scientifiques pensent qu’il ne s’agit pas d’une coïncidence, mais plutôt d’un mécanisme de survie. Bon nombre des variations saisonnières de l’expression des gènes qui ont été découvertes se sont révélées très utiles. Par exemple, les personnes vivant en Gambie avaient des niveaux plus élevés de cellules immunitaires dans leur sang pendant la période où le paludisme est le plus fréquent, de juin à septembre. Parallèlement, l’augmentation de l’inflammation et l’abaissement du seuil de déclenchement de la réponse immunitaire observés pendant les mois d’hiver sont également adaptatifs. Dans ce cas, l’organisme crée davantage de protéines inflammatoires pour mieux lutter contre les nombreux micro-organismes pathogènes qui sont plus susceptibles d’être rencontrés pendant l’hiver.

Toutefois, ce rythme saisonnier peut devenir inadapté à l’époque moderne, lorsque des affections chroniques aggravées par l’inflammation causent plus de problèmes que les maladies contagieuses que nous associons aux mois froids. Le diabète de type I ou diabète juvénile en est un bon exemple. Beaucoup plus de cas de cette forme auto-immune de diabète sont diagnostiqués pendant les mois d’hiver, probablement en raison de l’augmentation de l’inflammation et des cellules immunitaires dans l’organisme pendant cette période.

Outre la confirmation de l’existence d’un rythme saisonnier marqué dans la santé, cette étude en chronobiologie a également soulevé de nombreuses nouvelles questions. Comment cette connaissance du rythme saisonnier peut-elle être utilisée pour traiter les maladies à variation saisonnière ? Quel mécanisme conduit à la variation de l’immunité et de l’inflammation au cours des saisons ? Les études futures ne manqueront pas de répondre à ces questions et à d’autres concernant la biologie circadienne et les horloges internes de notre corps.