Des chercheurs de l’Université d’Helsinki ont découvert que la capacité des cellules souches intestinales à maintenir l’équilibre cellulaire dans l’intestin diminue avec l’âge et ont identifié un nouveau mécanisme liant l’adaptation nutritionnelle de ces cellules souches au vieillissement. Cette découverte pourrait conduire à des méthodes permettant de préserver la fonction intestinale chez les personnes âgées.
La capacité des cellules souches intestinales à préserver l’équilibre cellulaire de l’intestin diminue avec l’âge. Des scientifiques de l’Université d’Helsinki ont identifié une nouvelle interaction entre l’adaptation des cellules souches intestinales aux nutriments et le processus de vieillissement. Cette découverte pourrait faire la différence lorsqu’on cherche des moyens de maintenir la capacité fonctionnelle de l’intestin vieillissant.
L’équilibre cellulaire de l’intestin est soigneusement régulé et influencé, entre autres, par la nutrition : une alimentation abondante augmente le nombre total de cellules dans l’intestin, tandis que le jeûne diminue leur nombre. Le nombre relatif de différents types de cellules change également en fonction de l’état nutritionnel.
Les questions de savoir comment l’état nutritionnel de l’intestin contrôle la division et la différenciation des cellules souches, et comment l’adaptation nutritionnelle des cellules souches change au cours du vieillissement n’ont pas reçu de réponse complète. L’adaptation des nutriments fait référence à la manière dont les nutriments guident le fonctionnement cellulaire.
À gauche : organisme modèle mouche des fruits (Drosophila melanogaster), tractus gastro-intestinal surligné en vert. À droite : Images au microscope de l’intestin de la mouche des fruits où les noyaux cellulaires sont colorés (cyan). L’intestin du dessus provient d’un animal bien nourri et l’intestin du dessous provient d’un animal soumis à un régime alimentaire restreint. Crédit : Jaakko Mattila
Des chercheurs de l’Université d’Helsinki ont identifié un nouveau mécanisme de régulation qui dirige la différenciation des cellules souches intestinales dans des conditions nutritionnelles changeantes. La signalisation cellulaire activée par les nutriments augmente la taille des cellules souches dans l’intestin de la mouche des fruits. La taille des cellules souches, à son tour, contrôle le type de cellule dans lequel les cellules souches se différencient. Pour le fonctionnement des cellules souches, une régulation flexible de leur taille est essentielle.
En d’autres termes, la taille des cellules augmente ou diminue de manière dynamique en fonction des conditions alimentaires. Une telle flexibilité permet aux cellules souches de se différencier en fonction de l’état nutritionnel dominant. En utilisant l’imagerie cellulaire à l’échelle de l’intestin, les chercheurs ont découvert que l’adaptation nutritionnelle de la taille des cellules souches et la différenciation qui en résulte varient selon les différentes régions de l’intestin.
« Nos observations démontrent que la régulation des cellules souches intestinales est beaucoup plus spécifique à une région qu’on ne le pensait auparavant. Cela peut être pertinent, par exemple, sur la manière dont nous envisageons les mécanismes pathogénétiques des maladies intestinales », explique Jaakko Mattila, l’auteur correspondant de l’article de recherche de la Faculté des sciences biologiques et environnementales de l’Université d’Helsinki.
Le jeûne intermittent pourrait bénéficier aux cellules souches intestinales
Les chercheurs ont également observé que la capacité des cellules souches intestinales à réagir à un changement de statut nutritionnel est considérablement réduite chez les animaux plus âgés. Ils ont également découvert que chez les animaux plus âgés, les cellules souches sont dans un état où elles sont constamment de grande taille, ce qui limite leur capacité à se différencier. Avec le vieillissement, la régulation flexible de la taille des cellules souches était nettement mieux préservée chez les animaux soumis à un régime alimentaire connu sous le nom de jeûne intermittent. Dans le passé, il a été démontré que le jeûne intermittent prolongeait la durée de vie des animaux, et les résultats obtenus aujourd’hui indiquent que la préservation améliorée de la fonction des cellules souches pourrait être à l’origine de cette prolongation.
Selon les chercheurs, les mécanismes associés au fonctionnement, à l’adaptation des nutriments et au vieillissement des cellules souches humaines et de mouches des fruits sont assez similaires.
« Nous pensons que ces résultats ont une signification plus large pour comprendre comment ralentir la perte de fonction tissulaire causée par le vieillissement en contrôlant l’adaptation nutritionnelle des cellules souches. Cependant, davantage d’informations sont nécessaires sur l’effet de ce mécanisme sur les cellules souches intestinales humaines. Notre travail sur l’adaptation nutritionnelle des cellules souches se poursuit », déclare le professeur Ville Hietakangas de la Faculté des sciences biologiques et environnementales et de l’Institut de biotechnologie de l’Université d’Helsinki.
