Pourquoi vieillit-on ?

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La réponse à cette question n’est pas simple car rien n’est simple chez les êtres vivants. Plus les recherches en biologie progressent plus la complexité du vivant se révèle. Dès lors la vieillesse apparaît comme le résultat d’une multitude de facteurs qui vont progressivement affaiblir la capacité des cellules vivantes à gérer leur propre métabolisme. En moins de 10 ans les biologistes ont accumulé des informations relatives au vieillissement et on commence à comprendre un peu ce qui se passe dans la cellule « vieillissante ». Tout d’abord, au moins chez les êtres humains puisque nous sommes tous concernés, vers la soixantaine, les biologistes ont constaté que le fonctionnement des mitochondries, ces centrales énergétiques des cellules, faiblissait. Puis assez fortuitement, en étudiant les cerveaux de personnes décédées de la maladie d’Alzheimer, on constata que les cellules sur-exprimaient un enzyme qui a pour fonction d’ajouter un groupement phosphate sur les -OH (groupements hydroxyle) de deux acides aminés contenant ce groupement dans les protéines, la sérine et la thréonine. Cet enzyme, connu par ailleurs pour être la cible primaire récemment identifiée d’une molécule provenant d’un champignon découvert sur l’île de Pâques (Rapa Nui) appelée rapamycine et inhibant fortement cet enzyme présentait des propriétés immuno-suppressives et anti-cancéreuses. Cet enzyme fut donc appelé mTOR, acronyme de mammalian target of rapamycine.

Les biologistes s’intéressant aux phénomènes du vieillissement au niveau cellulaire furent interpellés par cette découverte car elle expliquait, du moins partiellement, pourquoi les cellules vieillissent. L’enzyme mTOR, en « phosphorylant » des sérines et des thréonines de diverses protéines est une protéine qui envoie des signaux intracellulaires commandant toute une série de régulations dont en partie l’activité des mitochondries et les mécanismes d’élimination des déchets intracellulaires. Ces déchets comprennent les copies non codantes de l’ADN lors de la transcription de ce dernier en ARN. Et c’est sur ce dernier point que les biologistes ont commencé à comprendre ce qui se passe intimement dans la cellule lors du vieillissement.

L’ADN contient près de 50 % de régions non codantes dont le rôle est encore inconnu et normalement une cellule possède l’équipement nécessaire pour éliminer ces ARNs inutiles. Comme on peut le comprendre l’ARN-polymérase qui est en charge de produire ces ARNs lors de la transcription ne comprend pas qu’elle transcrit aussi des portions parfois longues d’ADN non codantes. Des études récentes viennent de montrer que ces longs ARNs non codants (lncRNAs, pour « long non coding RNAs) interagissaient avec l’enzyme mTOR. Avec l’âge, au tournant de la soixantaine, le processus s’accélère – il était donc sous-jacent – et le processus de vieillissement s’accélère aussi. La fonction mitochondriale s’affaiblissant car il faut de l’énergie à la cellule pour éliminer ses déchets tout va se compliquer. La mitochondrie peine à remplir son rôle car parmi les 16 protéines qui constituent le complexe 1 de la chaine respiratoire, certaines sont mal transportées depuis leur lieu de synthèse hors de la mitochondrie. De ce fait il apparaît des espèces oxygénées toxiques pour la cellule, encore un facteur aggravant …

Cette peinture du processus de vieillissement cellulaire a été réalisée par une équipe de biologistes britanniques sous la direction du Docteur Claes Wahlestedt en étudiant dans le détail les ARNs transcrits dans des muscles et des cerveaux de 577 adultes répartis en trois groupes selon l’âge : adolescence, âge mûr et vieillesse (au delà de 60 ans). Le scénario décrit ci-dessus a été bien démontré. Il reste cependant un facteur qui a été décelé en examinant le cas de jumeaux homozygotes, celui de l’environnement, non pas dans le sens où on l’entend aujourd’hui, mais les facteurs ayant pu interférer avec ce processus de vieillissement, nutrition, style de vie …

Source et illustration (résumé du protocole d’étude) :

https://doi.org/10.1111/acel.12970