Les pères peuvent transmettre une capacité d’apprentissage améliorée, issue d’une activité physique et mentale soutenue, grâce à des changements moléculaires dans leurs spermatozoïdes, selon une étude récente réalisée en Allemagne.
Dans un article publié dans une revue scientifique, des chercheurs du Centre allemand des maladies neurodégénératives (DZNE) et du Centre médical universitaire de Göttingen expliquent comment ils ont mené cette recherche en étudiant des souris.
Ils ont découvert que l’exposition à un environnement enrichissant, où l’exercice est omniprésent, non seulement augmentait la capacité d’apprentissage chez les souris mâles adultes, mais que ce bénéfice était également transmis à leur progéniture.
D’autres tests ont montré que cet effet était dû à des modifications dans les molécules d’ARN au sein du sperme des pères.
Les chercheurs ont identifié deux microARN spécifiques – nommés miRNA212 et miRNA132 – comme étant les principaux responsables. Les microARN sont des molécules qui régulent l’activité des gènes sans altérer l’ADN lui-même.
Cette étude apporte de nouvelles preuves d’un mécanisme d’héritage « épigénétique », où les compétences peuvent être transmises à la génération suivante sans impliquer l’ADN.
L’héritage épigénétique
Dans leur article, l’auteur principal de l’étude, le professeur André Fischer, qui enseigne au département de psychiatrie et de psychothérapie de la DZNE, et ses collaborateurs, font le point sur des preuves récentes concernant des « mécanismes non génétiques » d’héritage.
Ces mécanismes relèvent du domaine en plein essor de l’épigénétique, où les scientifiques accumulent des données sur la manière dont les facteurs environnementaux – tels que le mode de vie et l’alimentation – influencent le développement biologique, la santé et les maladies de la génération suivante.
Les modifications épigénétiques changent l’expression des gènes sans altérer la séquence d’ADN. Elles influencent l’activité cellulaire en activant ou désactivant des gènes et en modifiant les profils de production de protéines.
Des recherches récentes suggèrent que ces changements épigénétiques peuvent être transmis via le sperme. Par exemple, des études présentées lors de conférences ont montré que l’exposition à un stress léger pouvait modifier les spermatozoïdes des souris mâles, influençant ainsi le développement cérébral de leur descendance.
Exercice et « plasticité synaptique »
Le professeur Fischer et ses collègues soulignent que l’exercice physique, associé à un entraînement cognitif – qu’ils désignent par « enrichissement environnemental » – est reconnu pour réduire le risque de diverses maladies, notamment celles touchant le cerveau.
Plus précisément, des études menées sur des rats et des humains ont démontré que cet enrichissement environnemental stimule la « plasticité synaptique », un processus fondamental pour la communication entre les cellules cérébrales, qui est également considéré comme la base biologique de l’apprentissage.
Cependant, bien que certaines études aient montré que l’élevage de souris dans des environnements enrichis peut améliorer la plasticité synaptique de leur descendance, il n’est pas encore certain que ce soit également le cas lorsque l’exposition se limite à l’âge adulte.
De plus, le mécanisme par lequel la plasticité synaptique accrue est héritée reste mal compris, notent les chercheurs.
Pour leur étude, les scientifiques ont constitué deux groupes de souris mâles. Un groupe a été exposé à un environnement enrichi, riche en exercices, pendant 10 semaines, tandis que l’autre groupe a été maintenu dans des « cages d’accueil ».
Ils ont découvert qu’en comparaison avec les souris en cage (les témoins), celles ayant bénéficié de l’enrichissement environnemental avaient montré une « augmentation significative » de l’activité synaptique dans l’hippocampe, une région du cerveau cruciale pour l’apprentissage.
Le bénéfice est transmis par l’ARN du sperme
Dans la phase suivante de l’étude, les chercheurs ont pris deux autres groupes de souris mâles adultes et leur ont fait subir le même régime, sauf qu’après 10 semaines, ils les ont accouplés avec des femelles en cage.
Les résultats ont révélé que la descendance des souris mâles ayant connu un enrichissement environnemental à l’âge adulte présentait également une activité synaptique accrue dans l’hippocampe par rapport à celle des témoins.
Les auteurs notent que puisque les mères n’ont jamais été exposées à un environnement enrichi, le bénéfice doit être attribué aux pères.
Dans d’autres expériences, ils ont extrait l’ARN du sperme des pères et l’ont injecté dans des ovules fécondés de souris.
Il a été constaté que la progéniture issue d’ovules contenant de l’ARN de sperme de souris ayant bénéficié d’un enrichissement environnemental avait « amélioré la plasticité synaptique et la capacité d’apprentissage » par rapport à celle des témoins.
Les chercheurs ont conclu que l’enrichissement environnemental, ou une activité physique et mentale accrue à l’âge adulte, peut stimuler les capacités cognitives de la descendance, et que ce processus est médié par l’ARN du sperme.
En poursuivant avec des injections ciblées d’ARN, l’équipe a cherché à identifier les molécules d’ARN exactes responsables de l’hérédité épigénétique de cette capacité d’apprentissage améliorée. Ils ont découvert que miRNA212 et miRNA132 constituaient la majeure partie de cette transmission.
« Pour la première fois, notre travail associe spécifiquement un phénomène épigénétique à certains microARN, » a déclaré le professeur André Fischer.
Nouvelles Perspectives de Recherche
L’année 2024 apporte des perspectives fascinantes dans le domaine de l’épigénétique et des neurosciences. Des études récentes mettent en lumière le rôle de l’activité physique non seulement sur la santé physique, mais également sur la santé cognitive des enfants, soulignant l’importance d’un mode de vie actif dès la petite enfance. Par exemple, une étude récente a montré que les enfants dont les pères s’engagent dans des activités sportives régulières présentent des résultats scolaires significativement meilleurs, renforçant ainsi l’idée que l’engagement physique des parents peut avoir des répercussions durables sur le développement cognitif de leur progéniture.
En outre, de nouvelles recherches explorent les mécanismes épigénétiques en profondeur, étudiant comment la nutrition et l’environnement social peuvent interagir pour influencer non seulement la santé mentale des enfants, mais aussi leur comportement et leur résilience. Ces découvertes ouvrent la voie à des interventions précoces qui pourraient potentiellement maximiser le développement cognitif en intégrant l’éducation physique et les activités enrichissantes dès le plus jeune âge.
Ainsi, ces résultats encouragent à promouvoir des styles de vie sains chez les parents pour le bénéfice de leurs enfants, révélant une interconnexion surprenante entre la forme physique et la transmission de capacités cognitives.
