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26 février 2010 5 26 /02 /février /2010 16:12

Ils ont percé le secret du vieillissement

 

Vertigineux ! Des biologistes suédois sont parvenus à faire vieillir plus vite des souris en manipulant un petit organite de leurs cellules : les mitochondries. De quoi, à terme, rêver à une source de jouvence ?


 

 Le secret du vieillissement-v1                         mitochondrie-v1

 

 

L’enjeu : élucider les mystères du vieillissement ouvrirait des pistes afin de retarder ce phénomène auquel nul n’échappe. On voit ainsi se profiler l’un des rêves les plus tenaces de l’humanité, celui de la jeunesse, sinon éternelle, du moins prolongée à l’extrême. Ce serait aussi le moyen de contrer les inévitables pathologies liées à l’usure du temps. Et elles sont nombreuses : maladies cardiovasculaires, neuro-dégénératives (Parkinson, Alzheimer), diabète, ostéoporose, sans oublier certains cancers liés à l’âge… Autant d’outrages auxquels nous aimerions tous échapper.

 

La biologie a ses modes. Dans le domaine du vieillissement, la tendance est à l’étude du noyau cellulaire. Les scientifiques sont légion à tenter d’y démêler l’écheveau de gènes et de protéines qu’il renferme. Les indices s’accumulant, ils sont convaincus que c’est dans ce méli-mélo incroyable que se cachent les secrets de notre fatal devenir à tous, le vieillissement.

 

Mais les modes sont faites pour être bousculées. Et dans le département des sciences biologistes de l’institut Karolinska à Stockholm (Suède), Nils-Göran Larsson et son équipe s’y emploient à plein temps : ce n’est pas le noyau qui les intéresse, mais les mitochondries. Ces petits organites présents par milliers dans la cellule renferment leur propre ADN et assurent la production d’énergie. Un anticonformisme fructueux puisque les chercheurs ont démontré qu’en leur sein se cache ni plus ni moins l’un des secrets du vieillissement.

 

De fait, les scientifiques sont parvenus à créer une race de souris mutantes qui montrent tous les signes d’un vieillissement accéléré et cela en introduisant une petite mutation perturbant leurs mitochondries. Tout commence à l’âge de quatre mois pour les rongeurs. A peine adultes et en âge de se reproduire, ils arborent les prémices d’un déclin physique : ils prennent de moins en moins de poids, leur fourrure s’éclaircit et leur échine se courbe. Deux mois plus tard, les petites silhouettes sont saisissantes de vieillesse. Elles sont bossues, maigres et n’ont presque plus de poils. A côté d’elles, des souris normales du même âge affichent une santé insultante. Et quoi de moins surprenant puisque celles-là ne débuteront leur processus de vieillissement qu’un an plus tard. En fait, les souris mutantes vieillissent deux fois plus vite que celles aux mitochondries normales.

 

Déjà vieillies à seulement 1 an

 

Et pas qu’en apparence : leur allure « troisième âge » reflète l’affaiblissement intérieur de leur corps. Les souris sont anémiées, gagnées par l’ostéoporose, accusent une baisse de fertilité et une usure cardiaque. Et puis l’inévitable se produit. Le vieillissement dont elles sont frappées les conduisent à la mort. Sauf qu’une année ne s’est pas encore tout à fait écoulée. D’ordinaire, dans les milieux protégés des animatrices et avec des mitochondries normales, les rongeurs vivent plus de deux ans.

 

« Cette vieillesse prématurée est la preuve indiscutable du rôle de la mitochondrie, commente Paul Hasty, spécialiste américain du vieillissement dans le département de médecine moléculaire de l’université du Texas, à San Antonio. Un rôle qui restait théorique et n’avait jamais été vérifié. » Il y a une vingtaine d’années, en effet, l’américain Denham Harman avait émis l’hypothèse que ces « centrales énergétiques » pouvaient être responsables du vieillissement et ce via l’altération de leur ADN. Car, chose exceptionnelle dans la cellule, la mitochondrie est le seul organite à posséder son propre génome. Deux cent mille fois plus petit que celui du noyau, il joue pourtant un rôle essentiel car il sert de support à la production des protéines qui assurent l’activité énergétique de la mitochondrie. Or, plus le temps passe et plus ces organites montrent des signes de détérioration, leur génome y compris. Denham Harman avait donc avait donc supposé que le vieillissement pouvait être engendré par l’altération de l’ADN mitochondrial. Cependant, il n’a jamais prouvé sa théorie. « Il n’y avait que des preuves indirectes, comme par exemple l’observation chez la souris d’une accumulation de mutations du génome mitochondrial au fil du temps, explique Nils-Göran Larsson. Mais cela pouvait être aussi bien la cause que la conséquence du vieillissement des rongeurs. »

 

 Des souris blanches

 

 

Pour trouver la théorie de Denham Harman, le chercheur suédois et son équipe ont poussé la mitochondrie à accélérer l’altération de son propre ADN. Ils ont donc muté une protéine notamment chargée de corriger les erreurs présentes sur le génome : l’ADN polymérase. Ce faisant, ils sont parvenus à diminuer sa capacité réparatrice. Résultant : les souris mutantes accumulent cinq fois plus de mutations sur l’ADN mitochondrial que de souris normales au même âge, et du coup vieillissent prématurément.

 

Preuve est donc faite du rôle de la mitochondrie dans le processus de vieillissement. Reste maintenant à détailler le ou le mécanismes par lesquels les altérations du génome mitochondrial aboutissent à l’inévitable déclin temporel. Et ce ne sont pas les pistes qui manquent. « Il est possible que les mutations entraînent une baisse de la production d’énergie, et que celle-ci soit responsable de la vieillesse précoce de nos souris », explique Nils-Göran Larsson. En effet, les chercheurs ont pu mettre en évidence une altération des protéines productrices d’énergie dans les mitochondries cardiaques des souris mutantes. Est-ce l’unique événement qui conduit les souris à vieillir prématurément ? Pas sûr…

 

Deuxième hypothèse : « Les altérations de l’ADN mitochondrial pourraient se répercuter sur le phénomène de suicide cellulaire », commente Paul Hasty. En effet, la mitochondrie joue un rôle-clé dans le mécanisme d’apoptose, la mort programmée des cellules. Lorsqu’elle reçoit un signal de suicide, sa membrane se modifie et libère des protéines qui vont tuer la cellule. « L’altération des constituants de la mitochondrie pourrait alors dérégler ce mécanisme, poursuit Paul Hasty, et précipiter le vieillissement tissulaire. »

 

Mais Nils-Göran Larsson et son équipe penchent plutôt en faveur d’une troisième hypothèse mettant en jeu des éléments chimiques très étudiés ces dernières années : les radicaux libres, des molécules oxydantes qui attaquent et dégradent les composants cellulaires. « Des tests très récents montrent que le taux de molécules oxydantes augmente chez nos souris mutantes, indique le chercheur. Et il est fort probable que les altérations perpétuées sur l’ADN mitochondrial en soient responsables. »

 

La clé de l’éternelle jeunesse ?

 

Privilégier la piste des radicaux libres est assez naturel, puisque, justement, les mitochondries sont la source majeure de ces éléments dans la cellule. Emis en faible quantité, ils sont en fait les sous-produits naturels des réactions chimiques qui conduisent à la production d’énergie. Mais il a été démontré que le déséquilibre de ces réactions entraîne une surproduction de radicaux libres. « Or, il est tout à fait logique de penser que les mutations accumulées sur l’ADN mitochondrial perturbent la chaîne énergétique et favorise la synthèse de molécules oxydantes », commente Paul Hasty. Celles-ci diffusant allégrement à travers les parois de la mitochondrie, elles auraient alors tout le loisir d’attaquer les constituants cellulaires et de provoquer leur vieillissement.

 

Tout semble donc accuser les radicaux libres. En effet, que ce soit chez l’animal, chez l’homme ou encore chez d’autres organismes tels que vers, mouches drosophiles et levures, leur taux augmente avec l’âge. Et surtout, des expériences spectaculaires menées chez le ver Caenorhabditis elegans ont montré qu’on peut retarder son vieillissement en dopant l’activité d’un gène impliqué dans le mécanisme d’élimination des radicaux libres.

 

  

mitochondrie-v2

  

 

Forts de ces données, les chercheurs tentent de prouver concrètement le rôle des radicaux libres dans le vieillissement et de l’intégrer aux autres  mécanismes en jeu. Une tâche d’envergure qui promet des lendemains formidables : s’ils y parvenaient, ils tiendraient là une explication parfaite du vieillissement naturel et ouvriraient la porte à des moyens d’action contre l’usure du temps. Car la différence entre souris mutantes et souris normales réside dans la vitesse d’accumulation des mutations d’ADN mitochondrial. Le phénomène est le même, sur un rythme différent. Or, certains scientifiques pensent que les altérations génomiques sont causées par les radicaux libres eux-mêmes, plaçant la mitochondrie dans une spirale infernale : son fonctionnement produit les composés oxydants qui détériorent son propre génome, lequel, avec le temps, accumule les mutations. A force, elles se répercutent sur son système de production énergétique qui se met donc à produire encore plus de radicaux libres. Et ainsi de suite.

 

Mais si les mitochondries sont bien responsables de notre déclin temporel, peut-être est-ce alors par leur truchement que nous réaliserons ce vieux rêve de vivre jeune plus longtemps ? Les chercheurs tentent déjà d’augmenter le niveau de protection du génome mitochondrial afin de créer une race de souris qui vieillissent… moins vite cette fois.


 








 

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Orphée - dans Sciences