Une étude révolutionnaire a découvert que les dommages à la membrane cellulaire peuvent conduire à la sénescence cellulaire, un état associé au vieillissement et à la maladie. Cela ajoute un troisième résultat possible aux conséquences précédemment comprises des dommages cellulaires : la récupération ou la mort. La recherche met en évidence l’impact de dommages membranaires modérés sur le destin cellulaire et ouvre de nouvelles voies pour promouvoir un vieillissement en bonne santé en comprenant et en manipulant les mécanismes sous-jacents de la sénescence cellulaire. Crédit : Issues.fr.com
Des recherches récentes ont découvert que des dommages physiques à la couche externe de la cellule peuvent déclencher le vieillissement au niveau cellulaire des cellules humaines.
La délicate membrane qui entoure nos cellules ne mesure que 5 nanomètres d’épaisseur, soit à peine 1/20ème de la largeur d’une bulle de savon. Cette membrane est susceptible d’être endommagée par les activités physiologiques quotidiennes, telles que les mouvements musculaires et les blessures des tissus. En réponse à cette vulnérabilité, les cellules possèdent des systèmes de réparation capables de réparer dans une certaine mesure les dommages membranaires.
On pensait auparavant que les dommages mécaniques à la membrane cellulaire déclenchaient deux résultats cellulaires simples : la guérison ou la mort. Dans cette étude, cependant, les chercheurs ont découvert un troisième résultat : la sénescence cellulaire.
« Lorsque j’ai démarré ce projet, mon objectif était simplement de comprendre les mécanismes de réparation de la membrane cellulaire endommagée », se souvient le professeur Keiko Kono, responsable de l’unité de membraneologie et auteur principal de cette étude, qui a impliqué plusieurs membres de l’unité, dont Kojiro Suda. , Yohsuke Moriyama, Nurhanani Razali et collègues. « De manière inattendue, nous avons fini par découvrir que les dommages à la membrane cellulaire, dans un sens, changent le destin des cellules. »
Mécanismes de détermination du destin cellulaire
La clé pour déterminer le devenir des cellules est l’étendue des dommages et l’afflux ultérieur d’ions calcium. Les dommages causés à la fine membrane cellulaire peuvent être facilement réparés, permettant aux cellules de poursuivre leur division cellulaire sans aucun problème. Le niveau le plus élevé de dommages à la membrane cellulaire induit la mort cellulaire. Cependant, un niveau moyen de dommages à la membrane cellulaire transforme les cellules en cellules sénescentes plusieurs jours plus tard, même si la rescellement de la membrane semble réussie.
Kintsugi, l’art traditionnel japonais consistant à réparer les poteries cassées en réparant les fissures avec de la laque et de l’or. Le Kintsugi intègre visiblement l’histoire d’un objet dans sa nouvelle forme. Dans cette analogie, la membrane cellulaire endommagée est réparée. Cependant, plutôt que de restaurer la cellule à sa forme originale, la nouvelle nature cellulaire est modifiée de manière irréversible et les cellules se comportent différemment dans notre corps. Crédit : Amy Cao, Institut Salk
Les cellules cancéreuses se divisent de manière illimitée. En revanche, les cellules normales non cancéreuses ont une capacité limitée de division cellulaire – environ 50 fois avant que la division ne soit arrêtée de manière irréversible et que les cellules entrent dans un état appelé sénescence cellulaire. Les cellules sénescentes sont toujours métaboliquement actives, mais contrairement aux cellules jeunes et saines, elles produisent diverses protéines sécrétoires qui régulent positivement les réponses immunitaires dans les tissus voisins et les organes distants. Ce mécanisme peut induire des changements à la fois bénéfiques et néfastes dans notre corps, notamment une accélération de la cicatrisation des plaies, la promotion du cancer et le vieillissement. Au cours de la dernière décennie, de nombreuses études ont montré que des cellules sénescentes existaient dans le corps des animaux, y compris chez les humains, et que l’élimination des cellules sénescentes pouvait rajeunir les fonctions corporelles des animaux de laboratoire.
Nouvelles connaissances sur la sénescence cellulaire
Cependant, la cause de la sénescence cellulaire dans le corps humain reste un sujet controversé. « Le profil d’expression des gènes et la bioinformatique suggèrent que les dommages à la membrane cellulaire expliquent l’origine des cellules sénescentes dans notre corps, en particulier celles situées à proximité des tissus endommagés », explique le professeur Kono.
L’inducteur le mieux établi de la sénescence cellulaire est la division cellulaire répétée. De nombreux autres stress induisent également une sénescence cellulaire en laboratoire, comme ADN dommages, activation des oncogènes et changements épigénétiques. Le dogme de longue date dans le domaine de la recherche était que divers stress induisaient finalement une sénescence cellulaire via l’activation de la réponse aux dommages de l’ADN. Cependant, les auteurs ont découvert que les dommages à la membrane cellulaire induisent une sénescence cellulaire via un mécanisme différent impliquant des ions calcium et le gène suppresseur de tumeur p53. Ces résultats pourraient contribuer à développer une stratégie visant à atteindre une longévité en bonne santé à l’avenir.
Financement : Japan Advanced Plant Science Network, MEXT Japon, Société japonaise pour la promotion de la science, Agence japonaise pour la recherche et le développement médical, Fondation Ono pour la recherche médicale, Fonds de recherche sur le cancer Princess Takamatsu, Relay For Japan Cancer Society, Fondation Naito.
