Un excès de signaux nutritifs dans les cellules entraîne un vieillissement prématuré chez les animaux, selon une étude

Les cellules reçoivent un excès de nutriments, ce qui entraîne un dysfonctionnement et une inflammation d’organes tels que le pancréas, le foie et les reins. La découverte, réalisée par des chercheurs du CNIO et publiée dans Vieillissement naturelsuggère qu'une intervention sur l'inflammation seule peut soulager les symptômes et augmenter la survie.

La recherche a été menée sur des modèles animaux, mais la comparaison de leurs processus moléculaires avec des échantillons de sang provenant de personnes âgées de 70 ans indique que les résultats peuvent être extrapolés au vieillissement humain.

La réalité d’une population qui vieillit à un rythme accéléré fait qu’il est prioritaire de comprendre ce qui se passe dans le corps au fil du temps, à l’échelle moléculaire. Le complexe protéique mTOR est connu pour être impliqué dans de nombreux processus, en tant qu’agent clé dans de multiples fonctions de l’organisme et notamment dans le métabolisme.

Le nouvel article révèle, dans des modèles animaux, que lorsque l'activité de mTOR augmente légèrement, le vieillissement s'installe plus tôt et la durée de vie des animaux peut être raccourcie jusqu'à 20 %.

Compte tenu du rôle central de mTOR dans le métabolisme, cette recherche apporte quelques indices pour comprendre pourquoi les maladies liées au vieillissement apparaissent ou s’aggravent chez les personnes ayant un indice de masse corporelle élevé, un indicateur lié à l’obésité et à l’inflammation. Cela explique également pourquoi la restriction calorique – un type de régime associé à une longévité accrue chez les animaux – peut favoriser un vieillissement en bonne santé, car certains gènes activés par la limitation de l’apport en nutriments interagissent avec mTOR.

En outre, leur étude introduit un nouvel outil de recherche créé “pour étudier la relation entre l'augmentation des nutriments et le vieillissement de différents organes”, explique l'auteur principal Alejo Efeyan, chef du groupe métabolisme et signalisation cellulaire au Centre national de recherche sur le cancer (CNIO). .

Vieillissement prématuré chez les animaux qui « croient » manger plus qu’eux

L'activité du complexe protéique mTOR est régulée en fonction de la quantité de nutriments disponibles dans la cellule. Les auteurs de cette étude ont conçu un système pour « tromper » mTOR, et ainsi réguler son activité à volonté dans des modèles animaux.

L’intérieur des cellules est un va-et-vient continu de signaux chimiques, qui sont transmis grâce à des protéines (bien sûr, les cellules communiquent également entre elles, via la signalisation intercellulaire). Le complexe protéique mTOR est un agent clé de la grande autoroute de communication cellulaire impliquée dans l’exploitation de l’énergie : le métabolisme cellulaire. Nous savons également que mTOR influence la longévité, même si nous ne comprenons pas encore pleinement comment.

Pour manipuler à volonté l’activité de mTOR, l’équipe du CNIO ne s’est pas concentrée sur mTOR lui-même, mais sur la protéine qui doit envoyer le signal indiquant la quantité de nutriments disponibles dans la cellule. Les chercheurs ont génétiquement modifié cette protéine pour qu'elle « mente » et signale à mTOR qu'il y a plus de nutriments dans la cellule qu'il n'y en a réellement.

Ainsi, la voie du signal chimique de mTOR est activée comme si les animaux mangeaient davantage, même si en réalité leur régime alimentaire ne varie pas.

Lorsque les animaux porteurs de cette protéine, qui trompe mTOR, atteignent la maturité, le fonctionnement des cellules commence à échouer et des symptômes caractéristiques du vieillissement sont détectés : la peau devient plus fine et des dommages se produisent au niveau du pancréas, du foie, des reins et d'autres organes.

Les cellules du système immunitaire viennent les réparer mais sont dépassées par l’ampleur des dégâts. Ils s’accumulent et, au lieu de se réparer, déclenchent une inflammation qui aggrave encore les problèmes de ces organes.

Le résultat de ce cercle vicieux est que la durée de vie de ces animaux chez lesquels mTOR travaille plus que la normale est raccourcie de 20 %, ce qui à l’échelle humaine équivaudrait à environ 16 ans.

L’étude visait à couper ce cercle en bloquant la réponse immunitaire à l’origine de l’inflammation. Les dommages aux organes se sont alors suffisamment améliorés pour permettre à l’homme de gagner ce qui représenterait quelques années de vie.

Pour cette raison, les auteurs affirment qu'agir sur l'inflammation chronique est « une mesure thérapeutique potentielle qui contrôle la détérioration de la santé », explique le premier auteur Ortega-Molina.

Les résultats peuvent également s’appliquer aux humains

Ce qui se passe lorsqu’on agit sur les informations reçues par mTOR, simulant un excès de nutriments, rappelle un changement qui se produit au cours du vieillissement naturel. Le groupe CNIO a comparé son modèle à des colonies de souris naturellement vieillissantes, à la fois les siennes et celles appartenant au National Institute on Aging (NIA).

Par exemple, l'activité des lysosomes, qui sont les organites avec lesquels la cellule élimine et recycle ses déchets, est réduite chez les animaux naturellement âgés et génétiquement modifiés. “Lorsqu'il y a un excès de nutriments, il est logique que la cellule arrête l'activité de recyclage des lysosomes, car ce recyclage s'opère surtout lorsqu'il n'y a pas de nutriments”, explique Efeyan.

Cette diminution de l'activité lysosomale se produit également dans le vieillissement humain, comme l'a vérifié le groupe de l'Université de Valence en comparant des échantillons de sang de jeunes et de septuagénaires.

Au-delà de cet article, Efeyan estime que ce nouveau modèle animal offre « un terrain fertile pour poser davantage de questions sur la façon dont l'augmentation des nutriments, ou leur signalisation, facilite les processus dans les différents organes qui nous permettent de comprendre leur vieillissement en particulier. Ou, par exemple, étudiez la relation avec les maladies neurodégénératives, car il existe une certaine inflammation dans le système nerveux central. C'est un outil que beaucoup plus de personnes peuvent utiliser.