Nous vieillissons et mourons tous, mais nous ne savons toujours pas pourquoi. L’alimentation, l’exercice et le stress affectent tous notre durée de vie, mais les processus sous-jacents qui entraînent le vieillissement restent un mystère. Souvent, nous mesurons l’âge en comptant nos années depuis la naissance et pourtant nos cellules ne savent rien du temps chronologique – nos organes et tissus peuvent vieillir plus rapidement ou plus lentement, indépendamment de ce à quoi nous nous attendons en comptant le nombre d’orbites autour du soleil. .
Pour cette raison, de nombreux scientifiques cherchent à développer des méthodes pour mesurer « l’âge biologique » de nos cellules – qui peut être différent de notre âge chronologique. En théorie, de tels biomarqueurs du vieillissement pourraient fournir une mesure de la santé qui pourrait révolutionner la façon dont nous pratiquons la médecine. Les individus pourraient utiliser un biomarqueur du vieillissement pour suivre leur âge biologique au fil du temps et mesurer l’effet de l’alimentation, de l’exercice et des médicaments et prédire leurs effets pour prolonger la durée de vie ou améliorer la qualité de vie. Les médicaments pourraient être conçus et identifiés en fonction de leur effet sur l’âge biologique. En d’autres termes, nous pourrions commencer à traiter le vieillissement lui-même.
Cependant, aucun test précis et hautement prédictif de l’âge biologique n’a été validé à ce jour. Cela s’explique en partie par le fait que nous ne savons toujours pas ce qui cause le vieillissement et que nous ne pouvons donc pas le mesurer. Les progrès définitifs dans le domaine nécessiteront de valider les biomarqueurs tout au long de la vie d’un patient, un exploit irréalisable compte tenu de l’espérance de vie humaine.
Pour comprendre les composantes irréductibles du vieillissement, et comment celles-ci peuvent être mesurées et testées, les chercheurs se tournent vers les animaux de laboratoire. Contrairement à l’homme, le nématode C. elegans vit en moyenne deux semaines, ce qui facilite la collecte de données sur le comportement et la durée de vie qui, autrement, prendraient des siècles.
Le nématode C. elegans commencent l’âge adulte en explorant vigoureusement leur environnement. Au fil du temps, ils ralentissent et arrêtent de ramper, une étape comportementale connue sous le nom d’arrêt vigoureux des mouvements (VMC). La VMC est un biomarqueur du vieillissement et un indicateur de la santé des nématodes. Des études sur des nématodes génétiquement identiques ont montré qu’il s’agit d’un puissant prédicteur de la durée de vie d’un ver, mais en même temps, les interventions conçues pour modifier le vieillissement peuvent affecter de manière disproportionnée la VMC par rapport à la durée de vie et vice versa. Les chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) de Barcelone cherchent à comprendre pourquoi cela se produit et ce que cela signifie pour le processus de vieillissement chez l’homme.
Une équipe dirigée par le Dr Nicholas Stroustrup, chef de groupe du programme de recherche Biologie des systèmes du CRG, a mis au point la « Lifespan Machine », un appareil capable de suivre la vie et la mort de dizaines de milliers de nématodes à la fois. Les vers vivent dans une boîte de Pétri sous l’œil attentif d’un scanner qui surveille toute leur vie. En imageant les nématodes une fois par heure pendant des mois, l’appareil recueille des données à une résolution et à une échelle statistiques sans précédent.
Décrivant leurs résultats dans le journal Biologie computationnelle PLOS, l’équipe de recherche a découvert que les nématodes ont au moins deux processus de vieillissement partiellement indépendants qui se déroulent en même temps – l’un qui détermine la VMC et l’autre détermine le moment de la mort. Bien que les deux processus suivent des trajectoires différentes, leurs taux sont corrélés les uns aux autres, en d’autres termes, chez les individus pour lesquels la VMC s’est produite à un rythme accéléré, le moment du décès aussi, et vice versa. En d’autres termes, l’étude a révélé que chaque nématode individuel a au moins deux âges biologiques distincts.
Les chercheurs ont fait cette découverte en construisant un outil génétique qui leur permet de contrôler le taux de vieillissement des nématodes – en choisissant effectivement une durée de vie moyenne pour la population qui peut varier entre deux semaines et quelques jours. L’outil fonctionne en marquant l’ARN polymérase II – l’enzyme qui fabrique l’ARNm – avec une petite molécule. Les vers ont été nourris avec différentes quantités de l’hormone auxine, qui contrôle finement l’activité de l’ARN polymérase II, qui à son tour modifie leur durée de vie.
Les humains sont plus grands et, à bien des égards, plus complexes que les nématodes, et sont donc susceptibles d’avoir un nombre encore plus élevé d’âges biologiques distincts que les nématodes. Dans l’ensemble, l’étude démontre comment de multiples processus de vieillissement, pour la plupart indépendants, peuvent fonctionner en tandem pour faire vieillir différentes parties de l’animal à des rythmes différents. Les résultats remettent en question le concept selon lequel les animaux ont une seule mesure unitaire de l’âge biologique qui peut être révélateur de la santé globale d’un individu.
Les chercheurs ont également découvert que, quelles que soient les mutations et les interventions modifiant la durée de vie qu’ils donnaient aux nématodes, la corrélation statistique entre les âges biologiques distincts restait constante. Cela suggère l’existence d’une chaîne de commandement invisible – ou structure hiérarchique – qui régule les processus de vieillissement du ver, dont les mécanismes restent à découvrir. Cela signifie que, bien que les processus de vieillissement puissent être indépendants, il est également vrai que certaines personnes « vieillissent rapidement » et d’autres « vieillissent lentement », dans la mesure où bon nombre de leurs processus de vieillissement évoluent de la même manière plus rapidement ou plus lentement que leurs pairs.
L’étude remet en question une hypothèse cruciale sur les biomarqueurs du vieillissement, à savoir que lorsque des interventions telles que l’exercice ou l’alimentation « rajeunissent » un biomarqueur, c’est un bon signe que la biologie sous-jacente du vieillissement a également changé. « Notre modèle montre que les biomarqueurs peuvent être trivialement découplés des résultats car ils mesurent un processus de vieillissement qui n’est pas directement impliqué dans le résultat mais qui est simplement en corrélation avec lui dans un système de processus hiérarchiques », explique Dr Stroustrup. « En termes simples, ce n’est pas parce que deux parties d’un individu ont tendance à être corrélées dans leur âge biologique entre les individus, que l’une cause l’autre, ou qu’elles sont susceptibles d’impliquer des mécanismes de vieillissement partagés. »
Les résultats ont des implications pour les consommateurs qui se voient proposer des produits commerciaux qui évaluent leur âge biologique. Les tests d’âge biologique utilisent des panels de biomarqueurs censés être significativement diversifiés. Ceux-ci peuvent mesurer mille parties différentes d’un individu, mais ces parties peuvent toutes être confondues de manière identique.
Selon le Dr Stroustrup, la solution consiste à trouver des biomarqueurs qui mesurent des processus de vieillissement distincts et interactifs qui sont également en corrélation minimale les uns avec les autres. « Les biomarqueurs utilisés pour évaluer l’âge biologique peuvent être modifiés sans transformer réellement un » ager rapide « en » ager lent « . Les chercheurs devraient se concentrer sur la mesure de l’effet des interventions sur les résultats fonctionnels plutôt que de supposer que les changements dans les biomarqueurs prédiront les résultats de manière simple. « , conclut-il.
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