En modifiant quelques gènes clés de l'ADN d'un ver rond, les scientifiques ont allongé la durée de vie de l'animal d'environ 500%.
C'est un énorme saut dans la vie: un ver rond moyen vit environ trois à quatre semaines. Mais lorsqu'elles ne sont pas grevées de deux gènes spécifiques - DAF-2 et RSKS-1 - les créatures peuvent survivre pendant plusieurs mois.
Il y a des années, les scientifiques avaient lié ces gènes à la longévité, notant une augmentation de la durée de vie des vers et autres créatures lorsque ces gènes étaient désactivés. Cependant, le rôle exact des gènes dans le processus de vieillissement restait un mystère.
Maintenant, les chercheurs ont connecté les points entre ces deux gènes et les mitochondries, les minuscules centrales électriques qui alimentent les piles à combustible dans tout le corps. Selon une étude publiée en 2019 dans la revue Cell Press, les mitochondries commencent à mal fonctionner au fur et à mesure que l'organisme vieillit, mais réduire au silence DAF-2 et RSKS-1 semble retarder ces dommages et prolonger la durée de vie - du moins chez les vers ronds.
Seul le temps nous dira si le remède anti-âge pourrait fonctionner chez les mammifères, y compris les humains.
Effet domino
Les scientifiques ont réalisé pour la première fois le lien entre le DAF-2 et le vieillissement au début des années 1990, lorsqu'une équipe de recherche a découvert que les vers ronds vivent deux fois plus longtemps que la normale lorsqu'ils sont porteurs d'une version mutée du gène. La découverte a déclenché une nouvelle ère dans l'étude du vieillissement, celle entraînée par les gènes et leurs sous-produits.
"Cela a changé la donne sur le terrain ... parce que les gens ont commencé à croire qu'un seul gène pouvait prolonger la durée de vie", a déclaré à Live Science le co-auteur Pankaj Kapahi, professeur au Buck Institute for Research on Aging à Novato, en Californie. .
Au fil du temps, des groupes de recherche ont découvert plus de gènes de longévité, y compris RSKS-1, mais des preuves de plus en plus nombreuses suggèrent que ces segments spéciaux du code génétique ne fonctionnent pas isolément. Au lieu de cela, ils se coordonnent avec une équipe d'autres gènes et les protéines qu'ils aident à construire, déclenchant des cascades d'activité cellulaire appelées «voies de signalisation». Considérez les voies de signalisation comme des rangées de dominos - lorsqu'un domino bascule, il tombe dans un autre et déclenche une réaction en chaîne complexe.
Le DAF-2 et le RSKS-1 se situent chacun dans une voie de signalisation importante, respectivement: la voie de signalisation de l'insuline, qui aide à contrôler la glycémie et le métabolisme, et la voie TOR, qui modifie la façon dont les cellules construisent les protéines et donc leur croissance et leur prolifération. Mais comment ces voies se croisent dans un organisme vieillissant n'est pas connue, a déclaré Kapahi.
Pour découvrir d'où vient cet effet anti-âge, Kapahi et ses collègues ont espionné les cellules de vers ronds mutants, dans lesquels ces deux gènes avaient été désactivés. À l'aide d'une technique appelée «profilage polysomique», l'équipe a pu suivre les protéines que les cellules construisaient à un moment donné. Au cours de la construction des protéines, les cellules peuvent utiliser divers mécanismes pour accélérer la production d'une protéine particulière ou la recomposer. L'équipe a découvert que, chez les vers mutants, les cellules construisaient beaucoup moins de copies d'une protéine appelée "cytochrome c" que les vers normaux.
Voici où les mitochondries entrent en jeu:
Le cytochrome c apparaît dans la membrane interne des mitochondries et aide à faire passer des électrons chargés négativement à travers sa structure. Ce transfert d'électrons de protéine en protéine permet aux mitochondries de générer du carburant - mais dans les vers mutants, un espace apparaît là où le cytochrome c devrait être. Incapables de produire du carburant aussi efficacement qu'ils le feraient normalement, les mitochondries réduisent la production d'énergie et se concentrent plutôt sur la réparation des tissus endommagés.
Alors que les réserves d'énergie chutent, une enzyme de détection de carburant appelée AMPK passe à la vitesse supérieure, aidant le ver à passer à une forme plus efficace de métabolisme énergétique. Cette chaîne complexe d'événements produit en fin de compte un ver rond à longue durée de vie dont les cellules restent en bonne santé et largement exemptes de dommages jusqu'à un âge avancé.
"Les protéines sont endommagées avec l'âge, et vous voyez moins de dégâts avec ces voies inhibées", a déclaré Kapahi. En outre, la recherche suggère que certains tissus, tels que ceux des muscles et du cerveau, peuvent même devenir plus sains tant que ces voies restent étouffées, a-t-il ajouté.
Des vers aux humains
Dans l'ensemble, les vers mutants ont réduit la production de protéines et d'énergie en faveur de la réparation de leurs cellules vieillissantes. Plus précisément, un manque de cytochrome c dans les cellules reproductrices des animaux semblait essentiel à ce processus, ont noté les auteurs. Il se peut que les vers mettent en attente les processus liés à la reproduction en mode basse énergie, ont-ils déclaré.
Les organismes réagissent de manière similaire lorsqu'ils sont poussés en mode de famine - sans une nutrition adéquate, les signaux cellulaires indiquent au corps de prendre un "temps mort" pour se préparer à produire une progéniture, a déclaré Kapahi. Cette idée est également soutenue par l'étude des années 90 sur les vers ronds anciens; Dans cette étude, les vers mutants ont vécu deux fois plus longtemps que les vers normaux, mais ils ont également produit environ 20% de progéniture en moins.
Loin d'être un processus passif, le vieillissement chez le ver rond semble impliquer un enchevêtrement désordonné de voies biologiques qui travaillent ensemble pour réguler le métabolisme, la construction des protéines et potentiellement la reproduction. Bien que des voies similaires existent chez l'homme, les scientifiques ne savent toujours pas si le vieillissement fonctionne de la même manière dans les deux organismes, a déclaré Kapahi. Au contraire, le vieillissement chez l'homme peut s'avérer plus complexe.
"La conservation n'est pas absolue et il existe des différences importantes dans ces voies entre les vers et les mammifères", a déclaré le Dr Joseph Avruch, professeur de médecine à la Harvard Medical School et chef de l'unité du diabète au Massachusetts General Hospital, dans Live Science.
Bien que le renforcement de la signalisation dans les voies d'insuline et de TOR semble prolonger la durée de vie des vers, il n'est pas clair si les humains auraient la même réponse.
"Si le réseau de gènes identifié ici ... fonctionne de la même manière chez les mammifères, alors les interventions pharmacologiques deviennent possibles", a déclaré Avruch. En d'autres termes, les expériences anti-âge d'abord menées sur des vers doivent être reproduites chez les mammifères avant que quiconque sache si elles pourraient éventuellement fonctionner chez l'homme.
Les voies impliquées dans le processus de vieillissement "pourraient être quelque chose de très spécifique au ver", a déclaré Kapahi. "Mais nous ne saurons jamais si nous ne posons pas ces questions."
