Les scientifiques du Buck Institute ont découvert que le gène OXR1 est la clé des effets bénéfiques des restrictions alimentaires sur la santé du cerveau et la durée de vie. Leurs recherches montrent que les restrictions alimentaires améliorent un mécanisme cellulaire dans les neurones, offrant ainsi de nouvelles cibles pour le traitement des maladies neurodégénératives liées à l’âge. Crédit : Issues.fr.com
Le mécanisme fournit des cibles thérapeutiques potentielles pour ralentir le vieillissement et les maladies neurodégénératives liées à l’âge.
On sait que la restriction calorique améliore la santé et augmente la durée de vie, mais la manière dont elle y parvient reste un mystère, notamment en ce qui concerne la façon dont elle protège le cerveau. Les scientifiques de Buck ont découvert le rôle d’un gène appelé OXR1 cela est nécessaire à l’allongement de la durée de vie observé avec les restrictions alimentaires et est essentiel au vieillissement sain du cerveau.
« Lorsque les gens limitent la quantité de nourriture qu’ils consomment, ils pensent généralement que cela pourrait affecter leur tube digestif ou l’accumulation de graisse, mais pas nécessairement la façon dont cela affecte le cerveau », a déclaré Kenneth Wilson, Ph.D., postdoctorant Buck et premier auteur. de l’étude, publiée en ligne le 11 janvier 2024 dans Communications naturelles. « Il s’avère qu’il s’agit d’un gène important dans le cerveau. »
Restriction alimentaire, vieillissement et neuroprotection
L’équipe a en outre démontré un mécanisme cellulaire détaillé expliquant comment les restrictions alimentaires peuvent retarder le vieillissement et ralentir la progression des maladies neurodégénératives. Les travaux, réalisés sur les mouches des fruits et les cellules humaines, identifient également des cibles thérapeutiques potentielles pour ralentir le vieillissement et les maladies neurodégénératives liées à l’âge.
« Nous avons trouvé une réponse neuronale spécifique qui médie la neuroprotection des restrictions alimentaires », a déclaré le professeur Buck Pankaj Kapahi, Ph.D., co-auteur principal de l’étude. « Des stratégies telles que le jeûne intermittent ou la restriction calorique, qui limitent les nutriments, peuvent augmenter les niveaux de ce gène pour atténuer ses effets protecteurs. »
« Le gène est un important facteur de résilience cérébrale qui protège contre le vieillissement et les maladies neurologiques », a déclaré le professeur Buck Lisa Ellerby, Ph.D., co-auteur principal de l’étude.
Variabilité génétique des réponses alimentaires
Les membres de l’équipe ont déjà montré des mécanismes qui améliorent la durée de vie et la durée de vie avec des restrictions alimentaires, mais il existe une telle variabilité en réponse à une réduction des calories entre les individus et les différents tissus qu’il est clair qu’il existe de nombreux processus en jeu encore à découvrir. Ce projet a été lancé pour comprendre pourquoi différentes personnes réagissent différemment aux régimes.
L’équipe a commencé par analyser environ 200 souches de mouches présentant des antécédents génétiques différents. Les mouches ont été élevées avec deux régimes différents, soit avec un régime normal, soit avec une restriction alimentaire, qui ne représentait que 10 % de la nutrition normale. Les chercheurs ont identifié cinq gènes présentant des variantes spécifiques affectant de manière significative la longévité en cas de restriction alimentaire. Parmi ceux-ci, deux avaient des homologues en génétique humaine.
L’équipe a choisi un gène à explorer en profondeur, appelé «moutarde» (mdt) chez les mouches des fruits et «Résistance à l’oxydation 1» (OXR1) chez l’homme et la souris. Le gène protège les cellules des dommages oxydatifs, mais le mécanisme de fonctionnement de ce gène n’était pas clair. La perte de OXR1 chez l’homme entraîne de graves anomalies neurologiques et une mort prématurée. Chez la souris, en supplément OXR1 améliore la survie dans un modèle de sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Relier le vieillissement cérébral, la neurodégénérescence et la durée de vie
Pour comprendre comment un gène actif dans les neurones affecte la durée de vie globale, l’équipe a effectué une série de tests approfondis. Ils ont trouvé que OXR1 affecte un complexe appelé rétromère, qui est un ensemble de protéines nécessaires au recyclage des protéines et des lipides cellulaires. « Le rétromère est un mécanisme important dans les neurones car il détermine le sort de toutes les protéines introduites dans la cellule », a déclaré Wilson. Le dysfonctionnement des rétromères a été associé à des maladies neurodégénératives liées à l’âge qui sont protégées par des restrictions alimentaires, en particulier Alzheimer et les maladies de Parkinson.
Dans l’ensemble, leurs résultats montrent comment les restrictions alimentaires ralentissent le vieillissement cérébral grâce à l’action de mdt/OXR1 dans le maintien du rétromère. « Ce travail montre que la voie des rétromères, impliquée dans la réutilisation des protéines cellulaires, joue un rôle clé dans la protection des neurones lorsque les nutriments sont limités », a déclaré Kapahi. L’équipe a constaté que mdt/OXR1 préserve la fonction rétromère et est nécessaire à la fonction neuronale, au vieillissement cérébral sain et à l’allongement de la durée de vie observé avec une restriction alimentaire.
« L’alimentation influence ce gène. En mangeant moins, vous améliorez en fait ce mécanisme de tri correct des protéines dans vos cellules, car vos cellules améliorent l’expression de OXR1« , a déclaré Wilson.
L’équipe a également constaté que la stimulation mdt chez les mouches les faisait vivre plus longtemps, ce qui a amené les chercheurs à spéculer que chez les humains, une expression excessive de OXR1 pourrait aider à prolonger la durée de vie. « Notre prochaine étape consiste à identifier des composés spécifiques qui augmentent les niveaux de OXR1 pendant le vieillissement pour retarder le vieillissement cérébral », a déclaré Ellerby.
« J’espère que cela nous permettra d’avoir une meilleure idée de la raison pour laquelle notre cerveau dégénère en premier lieu », a déclaré Wilson.
« L’alimentation a un impact sur tous les processus de votre corps », a-t-il déclaré. « Je pense que ce travail soutient les efforts visant à suivre une alimentation saine, car ce que vous mangez aura un impact plus important que vous ne le pensez. »
Les autres chercheurs de Buck impliqués dans l’étude sont : Sudipta Bar, Enrique Carrera, Brian Hodge, Tyler Hilsabeck, Joanna Bons, George Brownridge III, Jennifer Beck, Jacob Rose, Melia Granath-Panelo, Christopher Nelson, Grace Qi, Akos Gerencser, Jianfeng Lan. , Rachel Brem et Birgit Schilling.
Ce travail a été soutenu en partie par des fonds du Instituts nationaux de la santé (NIH), la Fondation Larry L. Hillblom et le Centre national de compétence en recherche (NCCR).
