Photo: Chris Knight – Unsplash
Freiner le vieillissement, prolonger la durée de vie ou même faire rajeunir les organes fatigués : ces rêves de scientifiques un peu fous sont en passe de devenir réalité.
Car les avancées génétiques et moléculaires récentes ont permis de mieux comprendre les mécanismes qui entrainent la dégradation progressive de nos 10 000 milliards de cellules. Sous l’effet du temps, celles-ci cessent peu à peu de se renouveler, leur machinerie interne se dérègle, les déchets s’y accumulent, la qualité de leurs composantes se dégrade.
Peut-on empêcher l’inéluctable ? La tâche, en tout cas, n’est pas facile. Plus la recherche progresse, plus le constat s’impose : le vieillissement résulte d’une intrication complexe de nombreux facteurs, à la fois intrinsèques (notre organisme est « programmé » pour vieillir), et environnementaux (pollution, tabagisme, alimentation, exposition aux UV, etc.). Au total, plus de 300 théories ont d’ailleurs été élaborées pour expliquer pourquoi (et comment) notre organisme vieillit. Impossible, donc, de trouver un seul gène, ou une seule substance, qui pourra garantir la jeunesse éternelle.
Mais voici les pistes que privilégient les chercheurs.
Les promesses des gérontogènes
Les centenaires ont-ils de meilleurs gènes que les autres ? La question taraude les biologistes, qui tentent depuis le début des années 2000 d’identifier les gènes de la longévité, ou « gérontogènes », pour dérober le secret des aïeuls. En 2009, une équipe allemande a ainsi comparé les caractéristiques génétiques de 388 centenaires avec celles de 731 individus plus jeunes. Résultat : les centenaires sont nombreux à posséder une certaines variante du gène FOXO3A, qui participe à l’élimination des cellules endommagées ou âgées, limitant le risque de cancer. Autre gène important : celui de l’APOE, qui assure le transport du cholestérol, et dont une version « améliorée » se retrouve, elle aussi, chez de nombreux centenaires.
Hélas, aucun gène ne suffit à expliquer, à lui seul, pourquoi certains arrivent vaillants à leur 90ème anniversaire et d’autres non. En fait, le vieillissement est régi par des dizaines, voire des centaines de gènes chefs d’orchestre qui interagissent ensemble pour faire décrépir la cellule – ou la maintenir jeune. On sait par exemple qu’environ 3% des gènes de levure (qui se retrouvent souvent chez l’Homme) permettent, s’ils sont modifiés, d’allonger l’espérance de vie, en régulant notamment le métabolisme, la résistance au stress ou les mécanismes de réparation de l’ADN. Ce qui représente tout de même près de 200 gènes! De quoi décourager les aspirants à la vie éternelle !
C. elegans. Photo: Bob Goldstein, UNC Chapel Hill
Pour autant, que ce soit chez les levures, les souris ou les humains, il suffit parfois qu’un seul gène soit altéré pour observer un effet majeur sur la durée de vie. C’est le cas, par exemple, du gène nhr-80, découvert en 2011 par une équipe française chez le ver de laboratoire C. elegans. S’il est surexprimé, ce gène permet à lui seul d’augmenter de 150% la durée de vie de son propriétaire ! Mais pas facile de comprendre comment il accomplit cet exploit : nhr-80, qui est aussi présent chez l’Homme, enclenche indirectement l’expression ou la mise sous silence de centaines d’autres gènes.
Les manipulations génétiques permettront peut-être à nos descendants de vivre jusqu’à 300 ans. Pour notre part, nous devrons nous contenter de laisser faire la nature. Certains sont mieux dotés que d’autres, mais il n’y aura pas de miracle : le patrimoine génétique contribue à moduler la longévité de chaque individu dans une proportion de 20 à 30% seulement.
Les radicaux libres : amis ou ennemis ?
Les crèmes anti-oxydantes, vendues à grand renfort de publicité, pourraient bien finir à la poubelle. Censées protéger la peau des effets du temps, elles pourraient en fait aggraver les choses. C’est ce que laissent entendre les travaux d’une équipe de l’université McGill, à Montréal, qui a découvert que les antioxydants donnés à un petit ver, le nématode, écourtaient sa vie…De quoi renverser complètement le dogme, selon lequel la consommation d’antioxydants permet au contraire de lutter contre le vieillissement, en neutralisant les radicaux libres, des composés nocifs produits par les cellules lorsqu’elles utilisent l’oxygène.
Les radicaux libres endommageraient peu à peu les protéines, l’ADN et toutes les grosses molécules, participant à la « décadence » cellulaire.
Mais Siegfried Hekimi, du Département de biologie de McGill, conclut l’inverse : « la production de radicaux libres augmente avec l’âge, non pas parce qu’ils sont responsables du vieillissement , mais parce qu’ils le combattent ». D’ailleurs, son équipe a réussi à prolonger la durée de vie du nématode en forçant la production de radicaux libres dans ses cellules. On en perd son latin !
La télomérase : une fontaine de jouvence
En activant une simple molécule, des chercheurs ont réussi, en 2010, à faire rajeunir des souris ! Un miracle que l’on doit à la télomérase, une enzyme qui a valu le prix Nobel à ceux qui l’ont découverte en 1985.
Pour comprendre comment elle agit, il faut savoir que lorsqu’un individu vieillit, c’est avant tout parce que ses cellules vieillissent – leur durée de vie étant, elle aussi, limitée. Par exemple, les cellules humaines de peau en culture cessent de proliférer après 40 ou 60 divisions. Leur durée de vie est étroitement liée à la longueur des télomères. Ces espèces de capuchons, formés de bases d’ADN répétées, protègent l’extrémité des chromosomes.
Télomères visibles à l’extrémité des chromosomes. Photo:U.S. Department of Energy Human Genome Program
À mesure que la cellule se divise, les télomères raccourcissent, « rongés » peu à peu par le temps. Et c’est la fameuse télomérase qui a pour fonction de reconstituer ces extrémités protectrices après chaque division. Mais son activité et son efficacité diminuent avec l’âge, si bien que les chromosomes finissent par perdre leurs télomères, et que la cellule cesse de se diviser. Pour mieux étudier la chose, Ronald DePinho et son équipe de l’université Harvard ont créé des souris sans télomérase qui, en toute logique, subissaient un vieillissement accéléré, souffrant dès leur jeune âge d’ostéoporose, de diabète et de maladie neurodégénérative. En réactivant la télomérase chez ces pauvres animaux, les chercheurs espéraient freiner cette sénescence. Ce qu’ils ont observé a dépassé leurs espérances : les souris ont carrément rajeuni ! Au bout d’un mois, elles étaient redevenues fertiles, leur foie, leur rate et leurs intestins s’étaient régénérés, leurs connexions neuronales enrichies. L’exploit, publié dans Nature, a fait les manchettes et suscité beaucoup d’espoir.
Bain de sang pour jeunesse éternelle
Et si le sang « jeune » détenait le secret de la vie éternelle ? C’est ce que suggère une série d’études, dont la première est parue dans Nature en 2005. À l’époque, Thomas Rando, de l’université Stanford, avait mené une expérience assez perturbante, au cours de laquelle il avait littéralement cousu deux souris ensemble, l’une jeune et l’une âgée, de sorte à ce que leurs vaisseaux sanguins se connectent.
Après 5 jours de cette vie siamoise forcée (appelée parabiose hétérochronique), il est apparu que les cellules dégradées des muscles et du foie de la souris âgée avaient retrouvé une certaine vigueur juvénile. D’autres expériences subséquentes sont arrivées à la même conclusion : le sang jeune est capable de faire rajeunir les cellules âgées ! En mai 2014, une équipe américaine a même publié, dans Nature Medicine, une étude montrant que le sang d’une jeune souris (en transfusion ou par création de siamois) permettait de donner un coup de fouet aux cellules du cerveau, en augmentant notamment le nombre de synapses dans l’hippocampe, une zone impliquée dans la mémorisation. Ce phénomène semble être en partie le fait d’un facteur appelé GDF11, une protéine dont le taux sanguin diminue avec l’âge. On sait que, injecté seul à des souris au cœur défaillant, GDF11 permet d’améliorer le fonctionnement des cellules cardiaques.
Pourrait-on alors faire rajeunir des personnes âgées ? C’est ce qu’on devrait savoir sous peu, puisqu’un essai clinique visant à injecter du plasma de volontaires âgés de moins de 30 ans à des patients atteints d’Alzheimer a débuté en octobre à la Stanford School of Medicine, en Californie, sous la houlette du chercheur Tony Wyss-Coray. Si les résultats sont probants, il restera à identifier quels facteurs, en plus de GDF11, sont responsables du rajeunissement, pour en faire un sérum thérapeutique. Car traiter toutes les personnes atteintes de démence à coups de transfusions risquerait de laisser exsangue une bonne partie de la population…
Quand un seul gène change la donne
Si les centenaires intéressent tout particulièrement les scientifiques, certains « malades » pourraient, eux aussi, améliorer la compréhension du vieillissement. C’est le cas d’une centaine de personnes vivant dans une vallée isolée en Équateur. Atteints d’une forme de nanisme appelée syndrome de Laron, ces villageois (dont la taille dépasse rarement 1,20 m) ne souffrent jamais de diabète, ni de cancer, comme l’a découvert le médecin équatorien Jaime Aguirre-Guevara, qui les a étudiés pendant plus de 20 ans.
Leur relative bonne santé serait directement liée à la mutation responsable de leur petite taille, qui affecte le récepteur de l’hormone de croissance. Chez les enfants, l’hormone de croissance déclenche normalement la sécrétion d’une autre hormone, appelée IGF-1. Or, on sait que des taux bas d’IGF-1 sont associés à une durée de vie accrue et à une résistance au cancer. Cette communauté, chez qui l’IGF-1 est naturellement bas tout au long de la vie, a donc, malgré elle, ouvert une nouvelle piste de recherche.
Moins chanceux, les rares patients atteints de progéria (une centaine de cas connus dans le monde) intriguent eux aussi les chercheurs. Cette maladie génétique, aussi appelée syndrome de Hutchinson-Gilford, se caractérise par un vieillissement précoce et accéléré. Les malades, dont la durée de vie dépasse rarement 13 ans, présentent dès la petite enfance des maladies cardiovasculaires graves, des douleurs articulaires, une peau fine et ridée, une alopécie…
La progéria est due à une mutation du gène de la lamine A, qui entraine des anomalies dans la structure des noyaux des cellules, et une altération de la réparation et du renouvellement des tissus. En 2011, un modèle de souris atteint de cette mutation a été créé pour faciliter les recherches.
De la même façon, le syndrome de Werner, qui survient surtout au Japon et en Sardaigne (prévalence de 1/50 000), est une forme de vieillissement précoce héréditaire qui apparaît au cours de la trentaine. Avec, dès cet âge, l’apparition de cataracte, d’ostéoporose, de diabète et de cancers. Les mutations en cause, ici aussi, entrainent une instabilité du génome.
