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Posté par Adrien le Lundi 28/02/2011 à 00:00
Le vieillissement: un concept du passé ?
C'est ce que pourrait laisser penser deux études récemment publiées par des équipes du Salk Institute for Biological Studies de La Jolla, en Californie. Le vieillissement humain reste cependant aujourd'hui un phénomène peu compris et son étude reste complexe, notamment par le fait que ce processus s (Le processus S (avec S pour slow, lent en anglais) est un processus de nucléosynthèse de capture de neutrons par des noyaux atomiques qui permet ainsi de produire des éléments lourds à partir...)'étend aujourd'hui sur une durée de vie (La vie est le nom donné :) pouvant dépasser 80 ans. De plus, les causes mêmes du vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses fonctions.) sont mal connues et de nombreux processus semblent se combiner, à des niveaux différents, pour contribuer à ce phénomène. A l'échelle génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.), les télomères semblent être à l'origine du vieillissement de notre ADN. Au niveau protéique, des accumulations de protéines mal formées sont à l'origine du décès de certaines cellules. A l'échelle cellulaire, le stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage courant, on parle de stress...) oxydatif lié à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des mitochondries est également une source de toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes et mauvais pour...) qui prend son dû avec l'âge. A l'échelle macroscopique, l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...) et la nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. La nutrition est également une science...) jouent également des rôles. Les deux études menées au Salk Institute permettent d'éclaircir certains de ces points.

Un régime spartiate pour la longévité

Récemment, des études ont montré qu'il était possible d'accroître de façon substantielle la durée de vie de certains animaux et de réduire leur risque de maladies liées à l'âge (cancer, diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète » vient du grec ancien dia-baïno, qui signifie « passer au...), maladies cardio-vasculaires, etc.) en réduisant leurs apports nutritionnels quotidiens et plus particulièrement la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) de calories ingérées chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...). L'étude de la restriction calorique a montré que ce régime était à l'origine de l'activation (Activation peut faire référence à :) d'une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une...) appelée AMPK (AMP-activated protein kinase), présente chez de nombreuses espèces animales. L'action de cette enzyme sur la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) du métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant. C'est un processus ordonné, qui fait intervenir...) avait déjà été étudiée dans le cadre de recherches sur l'obésité (L'obésité est l'état d'une personne, ou d'un animal, souffrant d'une hypertrophie de la masse adipeuse, qui se traduit par un excès de poids, réparti de façon...). Dans le cadre de la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) sur le vieillissement, il a été montré que la réduction calorique active l'AMPK, qui régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) alors l'activité cellulaire pour réduire leur consommation énergétique. Ce ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.) métabolique est à l'origine de l'augmentation de durée de vie observée mais le processus enclenché par AMPK et les biomolécules avec lesquelles il interagit dans ce mécanisme étaient jusqu'à présent inconnus. Une équipe menée par Andrew Dillin et Reuben Shaw a étudié, chez Ceanorhabditis elegans (un ver (Les vers constituent un groupe très hétérogène d'animaux invertébrés qui partagent une caractéristique commune, à savoir un corps mou, flexible, de forme allongée et ne comportant...) utilisé comme modèle), les cibles possibles d'AMPK.

En étudiant le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le...) du ver, ils ont trouvé une cible probable: une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de protéine lorsque la...) appelée CRTC1 (CREB-regulated transcription coactivator 1). En inhibant la production de CRTC1 chez Ceanorhabditis elegans, les chercheurs ont observé une augmentation de 40% de sa durée de vie. L'équipe a par la suite confirmé le lien entre AMPK et CRTC1 en montrant que la première inactive la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. ...) en catalysant la phosphorylation de la seconde. L'ajout d'un groupement phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque d'une base par de l'acide phosphorique.) sur un site précis de CRTC1 désactive en effet cette protéine. Le rôle clé de CRTC1 dans le processus a d'ailleurs été confirmé par l'étude de son interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec une autre enzyme, appelée calcineurine, qui joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à...) le rôle d'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés...) d'AMPK et retire le groupement phosphate qui désactive CRTC1. En résumé, CRTC1 peut être comparé à un interrupteur (Un interrupteur (dérivé de rupture) est un dispositif ou organe, physique ou virtuel, permettant d'interrompre ou d'autoriser le passage d'un flux. Il ne faut pas confondre l'interrupteur qui...) du vieillissement, qui peut être soit allumé par la calcineurine, soit éteint par AMPK. De plus, le site de phosphorylation clé de CRTC1 est très largement conservé au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du...) du règne animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances...).

La conjonction de ces deux propriétés fait de cette protéine une excellente cible pour la mise au point (Graphie) d'un traitement pharmaceutique. En mettant au point un composé inhibant directement CRTC1, les chercheurs espèrent parvenir à répliquer les effets bénéfiques de la réduction calorique sur la longévité, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en évitant son plus gros défaut: le fait de devoir se maintenir dans un état de faim (La faim désigne la sensation, apparaissant après un certain temps sans manger, qui pousse un être vivant à rechercher de la nourriture.) perpétuel.

Etudier les pathologies du vieillissement pour mieux comprendre le phénomène

En parallèle, une autre équipe du Salk Institute, menée par Juan-Carlos Izpisua Belmonte s'est penchée sur l'étude d'une pathologie (La pathologie, terme provenant du Grec ancien, est littéralement le discours, la rationalité (λογία logos) sur la souffrance...) humaine très rare et actuellement incurable, appelée syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des...) d'Hutchinson-Gilford (ou progéria), pour comprendre les mécanismes liés au vieillissement cellulaire. Cette maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) est en effet caractérisée par un vieillissement accéléré de l'être humain, qui montre des signes de sénescence dès l'âge de deux ans. Les enfants atteintes de cette maladie sont très rares (64 cas référencés dans le monde (Le mot monde peut désigner :) actuellement) et décèdent généralement de maladies vasculaires avant l'âge de 13 ans. Cette maladie est causée par une mutation unique du gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut...) codant la lamine A, une protéine jouant un rôle critique dans l'organisation (Une organisation est) du noyau des cellules. La mutation provoque la synthèse d'une version raccourcie de la lamine A, appelée progérine, qui ne joue dès lors plus son rôle dans la structuration du noyau, causant en conséquence de nombreux problèmes sur l'activité génétique de la cellule. Les cellules prennent alors très rapidement un aspect "âgé" caractérisé par un noyau malformé et un ADN replié de façon incorrecte.

L'équipe du Dr. Belmonte a créé une lignée de cellules souches pluripotentes induites à partir de fibroblastes (cellules de peau) de patients atteints de progéria. Leur objectif est d'utiliser ces cellules souches pour créer différents types de cellules différenciées et observer les effets du vieillissement accéléré dans chacune de ces lignées. Il est ainsi possible d'observer en l'espace de deux semaines des phénomènes qui prennent plusieurs décennies chez la plupart des êtres humains. On pourrait cependant penser que la lignée de cellules souches obtenue soit également soumise à un vieillissement accéléré. Le fait que ce ne soit pas le cas constitue un résultat en soi et une étude supplémentaire a montré que la lamine A/progérine n'était pas synthétisée dans les cellules souches mais uniquement dans les cellules différenciées. Dès que ces cellules souches sont différenciées, la synthèse de progérine débute et les symptômes cellulaires de la progéria se manifestent à nouveau.

La lignée de cellules souches obtenue permet non seulement d'étudier les effets du vieillissement dans différentes catégories de cellules mais également une autre action de la progérine. L'équipe du Dr. Belmonte a en effet montré que la progérine s'accumule et forme des amas, principalement dans les cellules de muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif, le tissu nerveux. Ce tissu...) lisse qui tapissent l'intérieur des vaisseaux sanguins artériels. Les amas provoquent la dégénérescence de ces cellules, ce qui provoque les maladies vasculaires souvent fatales pour les personnes atteintes de progéria. L'accumulation de protéines dans ces cellules pourrait constituer un biomarqueur d'intérêt pour le suivi du vieillissement physiologique.

Enfin, les chercheurs ont montré qu'il était possible d'empêcher l'apparition du vieillissement accéléré en modifiant génétiquement les cellules souches induites pour inhiber la synthèse de progérine. Cette opération pourrait constituer une piste de traitement pour la progéria. Dans tous les cas, l'obtention de cette nouvelle lignée cellulaire constitue une avancée intéressante pour l'étude du vieillissement. L'étude a été publiée dans la revue Nature.

Ces deux études montrent la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie, en informatique ou...) et la variété des phénomènes liés au vieillissement. Les évolutions démographiques observées à l'échelle de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) font de l'étude du vieillissement un sujet de grande importance dans le domaine de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres...).

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Source: BE Etats-Unis numéro 237 (25/02/2011) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /65950.htm
 
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