Des gènes pour une vie plus longue et plus saine découverts

L'humanité s'interroge depuis des siècles sur la manière exacte dont nous vieillissons, poussée par la recherche d'une source de jeunesse éternelle. Avec les progrès des méthodes de génétique moléculaire au cours des dernières décennies, cette recherche sur les gènes impliqués dans le processus de vieillissement s'est fortement accélérée.

Jusqu'à présent, elle se limitait généralement aux gènes de certains organismes modèles comme le nématode. C.elegans. On savait qu'environ un pour cent de ses gènes pouvaient influencer la durée de vie. La recherche suppose toutefois depuis longtemps que de tels gènes sont apparus au cours de l'évolution et ont été conservés dans tous les êtres vivants dont les cellules possèdent un noyau, de la levure de bière à l'homme.

40'000 gènes passés au crible

Des chercheurs de l'ETH Zurich et du consortium "JenAge" de Jena ont maintenant systématiquement recherché dans les génomes de trois organismes différents les gènes liés au processus de vieillissement, présents dans les trois espèces et descendant en conséquence de gènes d'un ancêtre commun. Ces gènes dits orthologues sont très proches les uns des autres, bien qu'ils soient présents dans des organismes différents, et sont également tous présents chez l'homme.

Pour détecter ces gènes, les chercheurs ont analysé environ 40'000 gènes du nématode. C.elegans, du poisson zèbre et de la souris. Avec leur screening, les scientifiques voulaient découvrir quels gènes sont régulés de manière identique chez les trois organismes à des stades d'?ge comparables - jeune adulte, ?ge moyen et ?ge avancé -, c'est-à-dire qu'ils sont soit régulés à la hausse soit à la baisse en fonction de l'?ge.

Pour mesurer l'activité des gènes, les chercheurs ont mesuré la quantité de molécules d'ARN messager que l'on trouvait dans les cellules de ces animaux. L'ARN messager (en anglais : mRNA) est la copie d'un gène et le plan de construction d'une protéine. Si de nombreuses copies d'un ARN messager d'un gène donné sont présentes, celui-ci est très actif ; le gène est "hautement régulé". En revanche, peu de copies d'ARN sont considérées comme un signe de faible activité, explique Michael Ristow, auteur coordinateur de l'étude qui vient de para?tre et professeur de métabolisme énergétique à l'ETH Zurich.

A partir de cet ensemble d'informations, les scientifiques ont formé, à l'aide de modèles statistiques, une intersection de gènes qui étaient régulés de manière comparable chez le ver, le poisson et la souris. Il s'est avéré que les trois organismes n'avaient en commun que 30 gènes qui influencent de manière déterminante le processus de vieillissement.

Réduire l'activité des gènes, prolonger la vie

En bloquant de manière sélective l'ARN messager des gènes correspondants, les chercheurs ont clarifié leur effet sur le processus de vieillissement chez le nématode. Pour une douzaine de ces gènes, leur blocage a permis de prolonger la vie d'au moins cinq pour cent.

L'un de ces gènes s'est avéré particulièrement influent : le gène bcat-1. "Si nous bloquions l'action de ce gène, la durée de vie moyenne du nématode augmentait de manière significative, et ce jusqu'à 25 pour cent", explique Ristow.

Les chercheurs ont également pu élucider le mécanisme d'action de ce gène : Le gène bcat-1 sponsorise le code de l'enzyme du même nom, qui dégrade les acides aminés dits à cha?ne ramifiée. Les acides aminés L-leucine, L-isoleucine et L-valine font partie de ces éléments constitutifs des protéines que l'on trouve naturellement dans l'alimentation.

Lorsque les chercheurs inhibaient l'activité des gènes de bcat-1, ces acides aminés ramifiés s'accumulaient dans les tissus. Cela a déclenché une cascade de signaux moléculaires qui a entra?né la longévité du nématode. En outre, la durée de vie des vers s'est allongée. Pour mesurer la vitalité, les chercheurs ont mesuré l'accumulation de pigments liés à l'?ge, la vitesse à laquelle les animaux se dépla?aient et le nombre de fois où un ver se reproduisait avec succès. Tous ces paramètres se sont améliorés lorsque les scientifiques ont inhibé l'activité du gène bcat-1.

Les scientifiques ont également obtenu un effet de prolongation de la vie lorsqu'ils ont mélangé les trois acides aminés à cha?ne ramifiée à la nourriture des nématodes. Toutefois, l'effet était globalement moins prononcé, car le gène bcat-1 restait actif, de sorte que ces acides aminés étaient continuellement dégradés et pouvaient moins bien déployer leur effet de prolongation de la vie.

Mécanisme conservé

Ristow ne doute pas que le même mécanisme se déroule également chez l'homme. "Nous avons recherché exclusivement les gènes qui sont conservés au cours de l'évolution et qui sont donc présents dans tous les organismes, y compris chez l'homme", explique-t-il.

Dans la présente recherche, lui et ses collègues d'Iéna du consortium "JenAge", qui comprend l'Institut Leibniz de recherche sur le vieillissement, l'Institut Leibniz de recherche sur les substances naturelles et la biologie infectieuse ainsi que l'Université Friedrich Schiller et l'H?pital universitaire d'Iéna, ont encore exclu les effets sur l'homme. Une étude de suivi est toutefois déjà en cours de planification. "Toutefois, pour des raisons évidentes, nous ne pouvons pas mesurer l'espérance de vie chez l'homme", explique le professeur de l'ETH. En revanche, il est prévu d'intégrer divers paramètres de santé tels que le cholestérol ou le taux de glycémie dans les analyses, afin d'obtenir des points de repère sur l'état de santé des personnes testées.

Les co?ts de la santé pourraient baisser massivement

Ristow affirme que les acides aminés polyramifiés sont déjà utilisés à des fins thérapeutiques en cas de lésions hépatiques et qu'ils sont également ajoutés à l'alimentation des sportifs. "Le sujet n'est toutefois pas que les gens vivent encore plus vieux, mais qu'ils restent plus longtemps en bonne santé", explique l'interniste. L'étude fournit des indications importantes sur la manière d'influencer le processus de vieillissement et de prévenir les maladies liées à l'?ge comme le diabète ou l'hypertension.

Compte tenu de la démographie défavorable et de l'augmentation constante de l'espérance de vie, il est important d'étendre la phase de vie en bonne santé et non d'atteindre un ?ge encore plus avancé, mais marqué par des maladies chroniques, estime le chercheur. De telles mesures préventives permettraient à une personne ?gée d'améliorer considérablement sa qualité de vie tout en réduisant de plus de moitié les co?ts des soins médicaux.