Les chercheurs surveillent la santé intestinale des mouches à fruits à l'aide d'un colorant bleu, d'où le nom de Smurf. Les intestins des mouches à fruits endommagés par le vieillissement laissent échapper le colorant bleu. Cette image montre une mouche modifiée par HRJD à gauche et une mouche non modifiée du même âge à droite. Crédit : ©2024 Hiroki Nagai CC-BY-ND
Les gènes des organismes régénératifs rajeunissent les cellules souches intestinales des mouches à fruits.
Dans le cadre d'une expérience révolutionnaire, des chercheurs japonais ont transféré des gènes régénératifs à des mouches à fruits, ce qui a permis d'améliorer la santé intestinale et l'activité des cellules souches. Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour les stratégies anti-âge chez les organismes supérieurs, y compris les humains, grâce à la thérapie génique ciblée.
Des chercheurs, dont ceux de l'École doctorale des sciences pharmaceutiques de l'Université de Tokyo, ont transféré des gènes d'organismes simples capables de régénérer leur corps à des mouches à fruits communes, des animaux plus complexes qui ne le peuvent pas. Ils ont découvert que le gène transféré supprimait un problème intestinal lié à l'âge chez les mouches. Leurs résultats suggèrent que l'étude de gènes spécifiques aux animaux ayant une capacité de régénération élevée pourrait révéler de nouveaux mécanismes permettant de rajeunir la fonction des cellules souches et de prolonger la durée de vie en bonne santé d'organismes non apparentés.
La quête de la longévité grâce à la médecine régénérative
Vous voulez vivre éternellement ? Certains le souhaitent, d’autres non. Mais nous voulons tous vivre en bonne santé aussi longtemps que nous le pouvons, et une grande partie de la recherche médicale porte sur cet aspect de la longévité. Une idée, qui pourrait ressembler à de la science-fiction, consiste à améliorer le corps humain de manière à ce qu’il puisse se régénérer lorsqu’il est blessé, malade ou lorsque le vieillissement commence à faire des ravages, un peu comme le personnage de super-héros Wolverine de la célèbre série de bandes dessinées et de films X-Men. Bien sûr, nous n’en sommes pas encore là, mais des progrès sont réalisés dans le monde de la médecine régénératrice, même si les sujets de test ne sont pour l’instant que des mouches.
L'intestin incroyablement petit d'une mouche à fruits adulte, marqué avec des marqueurs fluorescents. Crédit : ©2024 Yuichiro Nakajima CC-BY-ND
« Chez les animaux capables de se régénérer entièrement, comme les vers plats et les méduses, des gènes spécifiques peuvent permettre la régénération et maintenir les fonctions des cellules souches à long terme. À l’inverse, les mammifères et les insectes, qui ont des capacités de régénération limitées, peuvent avoir perdu ces gènes au cours de l’évolution », a déclaré le professeur associé Yuichiro Nakajima. « On ne sait pas si la réintroduction de ces gènes associés à la régénération chez les animaux à faible capacité de régénération pourrait affecter leurs processus de régénération et de vieillissement. Dans notre étude récente, nous nous sommes concentrés sur le groupe de gènes propres aux animaux à forte capacité de régénération, appelés hautement régénératifs espèces-gènes codant pour le domaine JmjC spécifique (HRJD) et les ont transférés dans la mouche à fruits Drosophila melanogasterpour tester leurs effets.
Avantages inattendus des mouches à fruits vieillissantes
L'équipe de Nakajima espérait que les mouches à fruits améliorées régénéreraient leurs tissus en cas de blessure, ce qui n'a pas été le cas. Cependant, Hiroki Nagai, un expert des intestins des mouches à fruits, a remarqué autre chose.
« Nagai a découvert de nouveaux phénotypes, des caractéristiques qui se manifestent à partir des gènes dans un ensemble donné de conditions », a déclaré Nakajima. « Les HRJD ont favorisé une plus grande division des cellules souches intestinales, tout en supprimant les cellules intestinales qui se différenciaient mal ou qui fonctionnaient mal chez les mouches âgées. Cela contraste avec l’utilisation d’antibiotiques, par exemple, qui pourraient supprimer les cellules intestinales mal différenciées, mais également supprimer la division des cellules souches intestinales. Pour cette raison, les HRJD ont eu un effet mesurable sur la durée de vie des mouches à fruits, ce qui ouvre la porte, ou du moins fournit des indices, pour le développement de nouvelles stratégies anti-âge. Après tout, les intestins humains et des insectes ont étonnamment beaucoup de points communs au niveau cellulaire. »
Les deux images de gauche montrent des protéines intestinales perturbées par le vieillissement, et celles de droite montrent les mêmes protéines mieux préservées contre les mécanismes liés à l'âge grâce aux gènes HRJD. Crédit : ©2024 Hiroki Nagai CC-BY-ND
Défis et orientations futures de la recherche régénérative
Mais cette découverte n'a pas été sans difficultés. Bien que les mouches à fruits soient des sujets d'expérimentation bien connus pour la recherche biologique, compte tenu de leur durée de vie relativement courte et de leur taux de reproduction et de maturation rapide, leur processus de vieillissement prend tout de même environ deux mois, ce qui a affecté le calendrier expérimental de l'équipe de Nakajima, qui était également occupée par d'autres choses. Maintenant qu'ils sont parvenus à une conclusion frappante, il reste encore beaucoup de travail à faire.
« Les détails du fonctionnement moléculaire des HRJD ne sont pas encore résolus. Et on ne sait pas encore s’ils fonctionnent seuls ou en combinaison avec un autre composant », a déclaré Nakajima. « Ce n’est donc que le début du voyage, mais nous savons maintenant que nos mouches à fruits modifiées peuvent servir de ressource précieuse pour découvrir des mécanismes sans précédent de rajeunissement des cellules souches à l’avenir. Chez l’homme, l’activité des cellules souches intestinales diminue avec l’âge, donc cette recherche est une voie prometteuse pour les thérapies à base de cellules souches. »
