Le gène cystathionine β-synthase (CBS) est localisée sur le chromosome 21, présent en triple exemplaire (au lieu de 2) dans la trisomie 21. L’enzyme produite est surexprimée chez les personnes porteuses de trisomie 21.
L’Enzyme CBS, produite par le gène du même nom, entraîne dans chaque cellule la libération d’un gaz intracellulaire appelé H2S, gaz de l’œuf pourri. La surexpression de cette enzyme dans la trisomie 21, du fait de l’existence du troisième chromosome 21, conduit à un excès de production de gaz au niveau de la cellule. Cet excès a des effets toxiques qui se manifestent au niveau de la mitochondrie, la structure intracellulaire qui apporte à tout moment l’énergie nécessaire à la vie et à l’activité de la cellule, et qui permet sa respiration.
Cette toxicité cellulaire liée à la surproduction de gaz H2S est un mécanisme réversible : la diminution de la quantité de gaz H2S permet à la cellule de retrouver son fonctionnement normal.
Le rôle de cet enzyme CBS en lien avec les déficits cognitifs a été suggéré par le Professeur Jérôme Lejeune. Il a été confirmé par des travaux récents sur des modèles de rongeurs avec trisomie 21 et sur des modèles cellulaires provenant d’enfants et d’adultes porteurs de trisomie 21.