Des chercheurs de Penn State ont découvert des effets complexes de la restriction calorique sur la perte de télomères, suggérant des avantages potentiels à long terme pour la santé grâce à des ajustements alimentaires susceptibles de ralentir le vieillissement, bien que les avantages immédiats ne soient pas concluants.
Les chercheurs de Penn State ont peut-être découvert un autre niveau de complexité dans le mystère de l’impact de l’alimentation sur le vieillissement. Une étude récente menée par le College of Health and Human Development de Penn State a exploré les effets de la restriction calorique sur les télomères, des segments de bases génétiques qui agissent comme des capuchons protecteurs aux extrémités des chromosomes.
L'équipe a publié ses résultats dans Cellule vieillissante. En analysant les données d'une étude de deux ans sur la restriction calorique chez l'homme, les chercheurs ont découvert que les personnes qui limitaient leurs calories perdaient des télomères à des rythmes différents de ceux du groupe témoin, même si les deux groupes terminaient l'étude avec des télomères à peu près de la même longueur. Il a été démontré que limiter les calories de 20 à 60 % favorise une vie plus longue chez de nombreux animaux, selon des recherches antérieures.
Le rôle des télomères dans le vieillissement
Au cours de la vie humaine, chaque fois que les cellules d'une personne se répliquent, certains télomères sont perdus lorsque les chromosomes sont copiés dans la nouvelle cellule. Lorsque cela se produit, la longueur totale des télomères de la cellule devient plus courte. Une fois que les cellules se sont répliquées suffisamment de fois, le capuchon protecteur des télomères se dissipe complètement. Ensuite, l’information génétique du chromosome peut être endommagée, empêchant ainsi la reproduction future ou le bon fonctionnement de la cellule. Une cellule avec des télomères plus longs est fonctionnellement plus jeune qu’une cellule avec des télomères courts, ce qui signifie que deux personnes ayant le même âge chronologique pourraient avoir des âges biologiques différents en fonction de la longueur de leurs télomères.
Le vieillissement typique, le stress, la maladie, la génétique, l'alimentation, etc. peuvent tous influencer la fréquence de réplication des cellules et la longueur des télomères, selon Idan Shalev, professeur agrégé de santé biocomportementale à Penn State. Shalev a dirigé les chercheurs qui ont analysé les échantillons génétiques de l'étude nationale CALERIE – le premier essai clinique randomisé sur la restriction calorique chez l'homme. Shalev et son équipe ont cherché à comprendre l'effet de la restriction calorique sur la longueur des télomères chez l'homme. Étant donné que la longueur des télomères reflète la rapidité ou la lenteur avec laquelle les cellules d'une personne vieillissent, l'examen de la longueur des télomères pourrait permettre aux scientifiques d'identifier une manière dont la restriction calorique peut ralentir le vieillissement chez l'homme.
Mécanismes et premiers résultats de l’étude
« Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la restriction calorique peut prolonger la durée de vie humaine, et le sujet est toujours à l'étude », a déclaré Waylon Hastings, qui a obtenu son doctorat en santé biocomportementale à Penn State en 2020 et est l'auteur principal de cette étude. « L’un des principaux mécanismes par lesquels la vie se prolonge est lié au métabolisme d’une cellule. Lorsque l'énergie est consommée au sein d'une cellule, les déchets issus de ce processus provoquent un stress oxydatif qui peut endommager ADN et autrement détruire la cellule. Cependant, lorsque les cellules d’une personne consomment moins d’énergie en raison d’une restriction calorique, il y a moins de déchets et la cellule ne se décompose pas aussi rapidement.
Les chercheurs ont testé la longueur des télomères de 175 participants à l'étude en utilisant les données du début de l'étude CALERIE, un an après le début de l'étude, et de la fin de l'étude après 24 mois de restriction calorique. Environ les deux tiers des participants à l’étude ont participé à une restriction calorique, tandis qu’un tiers a servi de groupe témoin.
Au cours de l’étude, les résultats ont montré que la perte des télomères modifiait les trajectoires. Au cours de la première année, les participants qui limitaient leur apport calorique ont perdu du poids et des télomères plus rapidement que le groupe témoin. Après un an, le poids des participants soumis à une restriction calorique s'est stabilisé et la restriction calorique s'est poursuivie pendant encore un an. Au cours de la deuxième année de l’étude, les participants soumis à une restriction calorique ont perdu leurs télomères plus lentement que le groupe témoin. Au bout de deux ans, les deux groupes avaient convergé et la longueur des télomères des deux groupes n'était pas statistiquement différente.
« Cette recherche montre la complexité de la manière dont la restriction calorique affecte la perte de télomères », a déclaré Shalev. « Nous avons émis l’hypothèse que la perte des télomères serait plus lente chez les personnes soumises à une restriction calorique. Au lieu de cela, nous avons constaté que les personnes soumises à une restriction calorique perdaient leurs télomères plus rapidement au début, puis plus lentement une fois leur poids stabilisé.
Shalev a déclaré que les résultats soulevaient de nombreuses questions importantes. Par exemple, que serait-il arrivé à la longueur des télomères si les données avaient été collectées sur une autre année ? Les participants à l'étude doivent collecter des données après 10 ans de suivi, et Shalev a déclaré qu'il était impatient d'analyser ces données dès qu'elles seraient disponibles.
Recherche et potentiel à long terme
Malgré l'ambiguïté des résultats, Shalev a déclaré que les avantages potentiels de la restriction calorique pour la santé chez l'homme étaient prometteurs. Des recherches antérieures sur les données CALERIE ont démontré que la restriction calorique peut aider à réduire le cholestérol nocif et à abaisser la tension artérielle. Pour les télomères, le délai de deux ans n’était pas suffisant pour montrer les avantages, mais ceux-ci pourraient encore être révélés, selon Shalev et Hastings.
Trois des stagiaires de Shalev, Hastings, l'étudiant diplômé actuel Qiaofeng Ye et l'ancienne chercheuse postdoctorale Sarah Wolf, ont dirigé la recherche sous la direction de Shalev.
Hastings a déclaré que l'opportunité de diriger cette étude était essentielle à sa carrière.
« J'ai récemment été embauché en tant que professeur adjoint au département de nutrition de la Texas A&M University, et je commencerai ce travail au semestre d'automne », a déclaré Hastings. « Avant ce projet, j'avais une expérience limitée en nutrition. Ce projet a littéralement tracé le cours de ma carrière et je suis reconnaissant au Dr Shalev de m’avoir confié cette responsabilité.
Calen Ryan et Daniel Belsky de Université de Colombie Mailman School of Public Health, Sai Krupa Das de l'Université Tufts, Kim Huffman et William Kraus de la Duke University School of Medicine, Michael Kobor et Julia MacIsaac de l'Université de la Colombie-Britannique, Corby Martin et Leanne Redman du Pennington Biomedical Research Center et Susan Racette de L'Arizona State University College of Health Solutions a tous contribué à cette recherche.
L'Institut national sur le vieillissement a financé cette recherche.
