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Andrew Steele
π Santé et biotech

Trois moyens pour inverser les horloges du vieillissement

Andrew Steele
Andrew Steele
docteur en physique à l'Université d'Oxford, auteur et chroniqueur chez Polytechnique Insights
En bref
  • Les scientifiques comprennent mieux que jamais la biologie fondamentale concernant le vieillissement. Le plus excitant dans ces recherches serait de savoir comment nous pouvons ralentir ou même inverser les changements biologiques liés à l’âge.
  • L'étude de la télomérase est un aspect majeur de la recherche sur le vieillissement. Une idée selon laquelle on peut allonger les télomères pour ramener les cellules à une forme plus jeune.
  • Une autre théorie consiste à éliminer les cellules "sénescentes" (responsables du vieillissement) afin de pouvoir vivre plus longtemps et en meilleure santé.
  • Enfin, une solution pourrait être la reprogrammation cellulaire, qui consiste à prendre n'importe quelle cellule de notre corps et à la convertir en "cellule pluripotente" pour remplacer les cellules endommagées.

Pour beau­coup d’entre nous, le pro­ces­sus de vieillis­se­ment est un fait. Le risque de mou­rir pour un être humain aug­mente de 10 % chaque année en rai­son du tic-tac inces­sant de l’hor­loge bio­lo­gique. La vieillesse aug­mente le risque de mala­dies liées à l’âge : le can­cer et la démence, la fra­gi­li­té phy­sique, la perte de la vue, l’ouïe ou la mémoire, et bien plus encore.

Tou­te­fois, ce pro­ces­sus n’est peut-être pas aus­si iné­luc­table que nous l’i­ma­gi­nons. Les scien­ti­fiques com­prennent mieux que jamais aujourd’hui les pro­ces­sus fon­da­men­taux qui nous font vieillir1 et, ce qui est plus pas­sion­nant, com­ment nous pou­vons ralen­tir ou même inver­ser les chan­ge­ments bio­lo­giques liés au vieillissement.

Voi­ci trois idées à suivre qui pour­raient un jour faire recu­ler votre hor­loge biologique.

1. Télomérase : revitaliser notre ADN

L’un des domaines de recherche le plus connu sur le vieillis­se­ment est l’é­tude des « télo­mères » : des capu­chons pro­tec­teurs qui garan­tissent l’in­té­gri­té des extré­mi­tés de notre ADN. Cepen­dant, de nom­breuses cel­lules de notre corps se divisent en per­ma­nence : des tis­sus tels que la peau, le sang et la paroi de nos intes­tins doivent être constam­ment rem­pla­cés parce qu’ils s’usent, et les nou­velles cel­lules fraî­che­ment divi­sées rem­placent les cel­lules anciennes. Mal­heu­reu­se­ment, la divi­sion cel­lu­laire a un coût pour nos télo­mères : ils rac­cour­cissent chaque fois qu’une cel­lule se divise.

Plus vous vivez long­temps, plus vos cel­lules se seront divi­sées et plus vos télo­mères seront courts en moyenne. La mesure de la lon­gueur des télo­mères n’est pas seule­ment un moyen de déter­mi­ner votre âge, les télo­mères semblent éga­le­ment jouer un rôle cau­sal dans le vieillis­se­ment. Des télo­mères plus courts aug­mentent le risque de mala­dies liées à l’âge, et des études menées sur des jumeaux iden­tiques ont mon­tré que celui qui avait des télo­mères plus courts ris­quait de mou­rir plus tôt2.

Dans les années 1990, les scien­ti­fiques se sont donc enthou­sias­més pour la télo­mé­rase : une enzyme capable d’al­lon­ger les télo­mères et, peut-être, de rajeu­nir les cel­lules par la même occa­sion. Mal­heu­reu­se­ment, sa répu­ta­tion d’« enzyme de l’im­mor­ta­li­té » n’a pas fait long feu : des expé­riences sur des sou­ris ont mon­tré que la télo­mé­rase don­nait effec­ti­ve­ment à leurs cel­lules la capa­ci­té de se divi­ser beau­coup plus sou­vent, mais au prix d’une aug­men­ta­tion mas­si­ve­ment du risque de la mala­die mor­telle dont la divi­sion cel­lu­laire exces­sive est le modus ope­ran­di : le can­cer3.

Heu­reu­se­ment, tous les cher­cheurs n’ont pas aban­don­né la télo­mé­rase comme thé­ra­pie poten­tielle. Au cours des dix à quinze der­nières années, cer­tains ont mon­tré qu’elle pou­vait pro­lon­ger la vie des sou­ris si elle était asso­ciée à des mesures visant à réduire le risque de can­cer, ou si elle était uti­li­sée de manière inter­mit­tente plu­tôt que conti­nue, comme c’é­tait le cas dans les pre­mières expériences.

La pro­chaine étape : essayer cer­taines de ces idées chez l’homme4.

2. Traitements sénolytiques : tuer les cellules âgées

En pre­nant de l’âge, cer­taines de nos cel­lules deviennent « sénes­centes » – le terme scien­ti­fique pour dési­gner le vieillis­se­ment – et, ce fai­sant, elles peuvent accé­lé­rer le vieillis­se­ment du reste de notre orga­nisme. Nous savons main­te­nant que les cel­lules sénes­centes ne sont pas seule­ment des témoins neutres du pro­ces­sus de vieillis­se­ment, ou l’é­qui­valent cel­lu­laire des bou­gies sur un gâteau d’an­ni­ver­saire, mais qu’elles émettent un cock­tail toxique de molé­cules qui peuvent aug­men­ter le risque de mala­die car­diaque, de can­cer, de déclin cog­ni­tif, et bien plus encore.

La bonne nou­velle : il ne doit pas for­cé­ment en être ain­si. Les scien­ti­fiques ont ima­gi­né un cer­tain nombre de moyens dif­fé­rents pour tuer ces cel­lules, tout en lais­sant sauves les autres cel­lules du corps. L’i­dée la plus avan­cée : celle des médi­ca­ments « séno­ly­tiques », dont les pre­miers ont été décou­verts en 20155. Plu­sieurs font déjà l’ob­jet d’es­sais cli­niques chez l’homme.

Une étude de 20186 a mon­tré que les séno­ly­tiques ont eu plu­sieurs effets sur des vieilles sou­ris : les ani­maux ont vécu plus long­temps – un bon début -, mais ils ont éga­le­ment vécu plus jeunes, avec moins de risques de mala­die, moins de fra­gi­li­té phy­sique (consta­tée par leurs per­for­mances « spor­tives » sur de minus­cules appa­reils de gym­nas­tique), une meilleure cog­ni­tion et même une meilleure qua­li­té de four­rure ! Ces résul­tats sug­gèrent que les cel­lules sénes­centes ne sont pas seule­ment res­pon­sables d’un seul aspect du vieillis­se­ment, mais qu’elles ont des effets sur plu­sieurs voire les facettes de celui-ci. Cela signi­fie que l’élimination de ces cel­lules pour­rait avoir des effets pré­ven­tifs éten­dus sur de nom­breuses mala­dies différentes.

Plus d’une ving­taine d’en­tre­prises cherchent à ce jour à com­mer­cia­li­ser des trai­te­ments séno­ly­tiques7, qu’il s’a­gisse de médi­ca­ments, de pro­duits chi­miques appe­lés pep­tides, ou d’en­cou­ra­ger notre sys­tème immu­ni­taire à éli­mi­ner ces cel­lules aber­rantes. Cette diver­si­té de trai­te­ments signi­fie que nous dis­po­sons d’un large éven­tail d’op­tions au cas où cer­taines approches ne fonc­tion­ne­raient pas – et que les séno­ly­tiques consti­tuent une option pro­met­teuse en tant que pre­mier véri­table trai­te­ment anti-âge.

3. Reprogrammation cellulaire : faire reculer l’horloge biologique

La repro­gram­ma­tion cel­lu­laire peut sem­bler rele­ver de la science-fic­tion, mais elle est pro­ba­ble­ment l’i­dée la plus sédui­sante dans le domaine du vieillis­se­ment à l’heure actuelle. Mais en savons-nous suf­fi­sam­ment pour pas­ser des résul­tats obte­nus en labo­ra­toire à une tech­no­lo­gie médi­cale uti­li­sable dans le monde réel ?

La tech­nique a été décou­verte au milieu des années 20008, lorsque le scien­ti­fique japo­nais Shi­nya Yama­na­ka a essayé de com­prendre ce qui per­met aux cel­lules embryon­naires de se trans­for­mer en n’im­porte quel type de cel­lule du corps. Il a décou­vert qu’une com­bi­nai­son de seule­ment quatre gènes, connus aujourd’­hui sous le nom de « fac­teurs de Yama­na­ka », suf­fi­sait à faire pas­ser n’im­porte quelle cel­lule du corps à l’état « plu­ri­potent », pour qu’elle puisse se trans­for­mer en n’im­porte quel type de cel­lule adulte. Je pour­rais prendre une cel­lule de peau de votre bras, uti­li­ser ces gènes pour la trans­for­mer en une cel­lule souche plu­ri­po­tente, puis « dif­fé­ren­cier » cette cel­lule souche en n’im­porte quel type de cellule.

Yama­na­ka a reçu le prix Nobel en 2012 pour cette décou­verte, et c’est alors que nous avons réa­li­sé à quel point ce pro­ces­sus d’in­duc­tion de la plu­ri­po­tence fait recu­ler l’hor­loge des cel­lules. Non seule­ment il remonte l’hor­loge du déve­lop­pe­ment, en rame­nant la cel­lule à un état plu­ri­potent, mais il semble éga­le­ment réduire l’âge bio­lo­gique des cel­lules, les ren­dant plus jeunes et plus saines de dif­fé­rentes manières.

Trans­for­mer toutes nos cel­lules en cel­lules souches serait une idée ter­rible – j’aime que mes cel­lules céré­brales soient des cel­lules céré­brales -, mais la bonne nou­velle, est que si l’on active les fac­teurs de Yama­na­ka de manière inter­mit­tente plu­tôt que conti­nue, une cel­lule peut rajeu­nir de quelques années sans se trans­for­mer en un autre type de cel­lule9. Il a été démon­tré qu’en pro­cé­dant de la sorte, on pou­vait amé­lio­rer la san­té des sou­ris atteintes d’une mala­die qui les fait vieillir pré­ma­tu­ré­ment, et régé­né­rer des tis­sus chez des sou­ris adultes qui, nor­ma­le­ment, ne gué­ri­raient cor­rec­te­ment qu’a­vant la naissance.

La tech­nique a même fait la une des jour­naux récem­ment lorsque quelques riches inves­tis­seurs, dont le fon­da­teur d’A­ma­zon Jeff Bezos, ont créé une star­tup de trois mil­liards de dol­lars appe­lée Altos Labs10 et ont recru­té un cer­tain nombre des meilleurs scien­ti­fiques tra­vaillant sur la repro­gram­ma­tion, y com­pris Yama­na­ka lui-même. Reste à savoir si nous pou­vons trans­po­ser un phé­no­mène obser­vé chez des sou­ris géné­ti­que­ment modi­fiées en labo­ra­toire à des êtres humains comme vous et moi. Trois mil­liards de dol­lars pour­raient suf­fire pour le découvrir.

1C. López-Otín, M. A. Blas­co, L. Par­tridge, M. Ser­ra­no, G. Kroe­mer, The hall­marks of aging. Cell. 153, 1194–1217 (2013)
2M. Kimu­ra et al., Telo­mere length and mor­ta­li­ty : a stu­dy of leu­ko­cytes in elder­ly Danish twins. Am. J. Epi­de­miol. 167, 799–806 (2008)
3S. E. Artan­di et al., Consti­tu­tive telo­me­rase expres­sion pro­motes mam­ma­ry car­ci­no­mas in aging mice. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99, 8191–8196 (2002)
4Resear­chers cure lung fibro­sis in mice with a single gene the­ra­py – Lifes​pan​.io
5Y. Zhu, et al., The Achilles’ heel of senes­cent cells : from trans­crip­tome to seno­ly­tic drugs. Aging Cell 14, 644–658 (2015)
6M. Xu, et al., Seno­ly­tics improve phy­si­cal func­tion and increase lifes­pan in old age. Nat. Med. (2018) DOI:10.1038/s41591-018‑0092‑9.
7E. Dol­gin, Send in the seno­ly­tics. Nat. Bio­tech­nol. (2020) DOI:10.1038/s41587-020–00750‑1
8K. Taka­ha­shi, S. Yama­na­ka, Induc­tion of plu­ri­potent stem cells from mouse embryo­nic and adult fibro­blast cultures by defi­ned fac­tors. Cell. 126, 663–676 (2006).
9A. Ocam­po et al., In Vivo Ame­lio­ra­tion of Age-Asso­cia­ted Hall­marks by Par­tial Repro­gram­ming, Cell 167, 1719–1733.e12 (2016)
10Meet Altos Labs, Sili­con Valley’s latest wild bet on living fore­ver – Tech­no­lo­gy review

Auteurs

Andrew Steele

Andrew Steele

docteur en physique à l'Université d'Oxford, auteur et chroniqueur chez Polytechnique Insights

Après un doctorat en physique à l'université d'Oxford, Andrew Steele réalisa que le vieillissement était le défi scientifique le plus important de notre époque. Il a ainsi changé de domaine pour se tourner vers la biologie computationnelle. Après avoir passé cinq ans à utiliser l'apprentissage automatique pour étudier l'ADN et les dossiers médicaux du NHS, il est maintenant écrivain, auteur de Ageless : The new science of getting older without getting old, et présentateur plein temps.

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