La notion d’exposome au cœur de la santé de demain

Mis à jour : avr. 10

« Pour la première fois dans l’histoire de l’humanité, tout être humain est désormais soumis au contact de produits chimiques dangereux, de la conception jusqu’à la mort »


Rachel Louise Carson, zoologiste et biologiste, « Le printemps silencieux » édité en 1962

L’augmentation de l’incidence des maladies chroniques à travers le monde représente aujourd’hui une préoccupation majeure dans le domaine de la santé. Selon l’OMS (Organisation mondiale de la santé), la prévalence de ces maladies dites « non transmissibles » augmentera de 17 % au cours de la prochaine décennie, ce qui représentera non seulement un coût humain (87 % des décès prématurés en France en 2017) mais également financier démesuré (1).

Selon l’OMS (Organisation mondiale de la santé), la prévalence de ces maladies dites « non transmissibles » augmentera de 17 % au cours de la prochaine décennie, (...)

Pour faire face à « l’épidémie émergente de maladies non transmissibles et d’atteintes fonctionnelles », l’OMS a depuis plusieurs années émis des plans d’action mondiaux mettant au premier plan la prise en charge des déséquilibres nutritionnels mais également de santé comportementale et environnementale dont l’exposition aux substances chimiques, composante majeure des racines développementales de la santé et des maladies (2).

De fait, la caractérisation de déterminants de santé, la mise en place de véritables mesures de prévention nutritionnelle et la prise en charge plurifactorielle de ces maladies nécessitent désormais de tenir compte des nouvelles connaissances en matière d’impact de l’environnement sur les mécanismes épigénétiques et la programmation du fœtus au cours du développement (3).

Notion d’exposome


La santé dépend en effet de deux grandes composantes, reliées l’une à l’autre : le génome lié au caractère génétique de l’individu acquis dès sa conception et hérité des parents et l’exposome lié à l’environnement dans lequel il a été conçu, vit ou a vécu.

L’exposome correspond à l’environnement physico-chimique, biologique, psycho-social ou comportemental ayant un impact sur l’expression de notre génome.


Si la notion d'exposome a d’abord été proposée, en 2005, par le Dr Christopher Wild, épidémiologiste du cancer, afin d’illustrer le pendant du génome dans la détermination moléculaire du risque cancéreux, depuis le concept a été élargi à la totalité des expositions à des facteurs environnementaux (physiques, chimiques, microbiologiques, psycho-sociaux et comportementaux) auquel est soumis un organisme humain de sa conception à sa fin de vie et ayant un impact sur sa santé (4).


En France, dès le troisième Plan National Santé Environnement (PNSE3 2015-2019), émerge le développement de nouveaux concepts scientifiques dont celui d’exposome qui rend mieux compte de la réalité dans la prévention des risques pour la santé en lien avec l’environnement.


Ainsi l'Article 1er de la loi de Santé Publique adoptée en 2015 par l'Assemblée Nationale confirme l’importance de "la surveillance et l'observation de l'état de santé de la population et l'identification de ses principaux déterminants, notamment ceux liés à l'éducation et aux conditions de travail. L'identification de ces risques s'appuient sur le concept d'exposome, entendu comme l'intégration des expositions pour la vie entière" (5).


Si ce concept a été mis au point pour attirer l’attention sur le besoin critique d’une évaluation plus complète de l’exposition environnementale dans les études épidémiologiques, il peut être utilisé comme outil d’évaluation individuelle et servir de support à la mise en place de mesures environnementales ou comportementales (allègement des contraintes).


Ainsi tout l’enjeu actuel en santé environnementale est d’évaluer l’impact individuel de cet exposome, élément dynamique, en lien avec les pathologies chroniques ou atteintes fonctionnelles. Dans la pratique, il importe de faire la distinction entre ces 2 « niveaux » d’environnement :


  • Les facteurs externes correspondant à la composition inhérente de l’exposome et relevant d’outils d’évaluation épidémiologique (expositions chimiques professionnelles, médicamenteuses, de l’habitat mais également capital social, niveau d’éducation, rythmes biologiques, traumatismes émotionnels, stress ou activité physique),


  • Des facteurs internes correspondant aux conséquences biologiques de l’exposome et relevant d’outils d’évaluation clinique et biologique : profils neuro-immuno-endocriniens (profil en neuromédiateurs, climat hormonal, état inflammatoire) et biomarqueurs permettant d’obtenir des informations sur la réponse cellulaire ou tissulaire à une exposition (externe).


Ainsi récemment, la notion d’« omiques » est apparue pour regrouper les biomarqueurs influençant la modulation génomique : modulateurs de transcription (transcriptome), éléments protéiques (protéome) ou issus du métabolisme (métabolome).

Notion d’épigénome


Le maillon de compréhension entre le génome et l’exposome est l’ensemble des modifications épigénétiques, transcriptionnelles ou encore post-traductionnelles permettant de moduler l’expression des gènes.


Ces mécanismes sont responsables non seulement de la différenciation cellulaire selon le type d’organe, du phénotype de l’individu mais également de l’ensemble de capacités fonctionnelles d’un organisme permettant l’adaptation à son environnement.

Une étude récente estime qu’à la naissance, les interactions gène/environnement liées à des processus épigénétiques représentent 75 % de la variabilité phénotypique, alors que le génotype ne rend compte que de 25 % (6).


Parmi tous ces changements d’activité des gènes, qui traduisent l’adaptation de l’expression du génome aux signaux reçus de son environnement, les plus étudiées sont basés sur les états chromatiniens ou « marques épigénétiques » regroupées sous le terme d’épigénome (7).


On sait aujourd’hui que les gènes peuvent être « allumés » ou « éteints » par plusieurs types de modifications chimiques qui ne changent pas la séquence de l’ADN comme des méthylations de l’ADN et des modifications des histones, ces protéines sur lesquelles s’enroule l’ADN pour former la chromatine (8).


Les modifications épigénétiques transmises au fil des divisions cellulaires ou dans une moindre mesure au fil des générations, peuvent être transitoires, mais certaines sont pérennes c’est-à-dire qu’elles persistent lorsque le signal qui les a induites disparaît.

Cependant, les facteurs épigénétiques étalent leurs effets sur la structure de la chromatine sur des échelles de temps variées allant de la minute, au cours de la signalisation par un récepteur, à des années pour la mémoire métabolique, ou à des générations pour les perturbations environnementales de type perturbateurs endocriniens (9).


De plus une période cruciale est celle du développement précoce, pré et postnatal parce que l’épigénome y est particulièrement sensible aux effets de l’environnement, et qu’il correspond, pour l’individu, à la construction de son capital santé.


Ainsi, l’environnement, au sens large, va donner une plasticité ou adaptabilité à l’expression génique et cela de façon très précoce. Les maladies dites multifactorielles, complexes, hété­rogènes, pour lesquelles ni mutations ni polymorphismes géné­tiques ne donnent la clé, peuvent trouver une théorie explicative pouvant intégrer la prédisposition individuelle aux facteurs extérieurs (3).


Le rôle majeur de l’environnement sur notre santé nécessite et justifie la formation des professionnels de santé sur ces thématiques dans un but évident (et urgent) de prévention notamment auprès des femmes enceintes, d’optimisation voir de régulation des mécanismes en cause.


Marie-I. LODATO

Responsable pédagogique Oreka Formation

Conceptrice et animatrice des modules 4 (Perturbateurs endocriniens et autres risques chimiques de l’alimentation), 7 (Dysfonctionnements endocriniens : thyroïde, hormones sexuelles) et 8 (Maladies chroniques : immunologie, cardiométabolique)


  1. https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/noncommunicable-diseases

  2. Global status report on non communicable diseases – WHO- 2014 Number of pages : 298 Publication date : 2014 ISBN : 978 92 4 156485 4.

  3. Junien C. et al. The new paradigm of the developmental origin of health and diseases (DOHaD) – Epigenetics and environment : evidence and missing links. Med.Sci (M/S Revues) Vol 32, Number 1, 2016 Janv. 27-34 p.

  4. Wild CP. Complementing the genome with an "exposome": the outstanding challenge of environmental exposure measurement in molecular epidemiology. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2005 Aug. 14(8):1847-50. DOI : 10.1158/1055-9965.EPI-05-0456.

  5. https://solidarites-sante.gouv.fr/sante-et-environnement/les-plans-nationaux-sante-environnement/article/plan-national-sante-environnement-pnse3-2015-2019

  6. Teh AL, Pan H, Chen L, et al. The effect of genotype and in utero environment on interindividual variation in neonate DNA methylomes. Genome Res 2014 ; 24 : 1064–1074. 

  7. Metivier R, Gallais R, Tiffoche C, et al. Cyclical DNA methylation of a transcriptionally active promoter. Nature 2008 ; 452 : 45–50. 

  8. https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/epigenetique

  9. Heard E. The dynamics of epigenetic changes in a range of organisms. Curr Top Dev Biol 2013; 104 : xiii–xv. 


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