Les chercheurs du CNIO ont découvert que les cellules signalées comme ayant un excès de nutriments peuvent entraîner un dysfonctionnement des organes et une inflammation, accélérant potentiellement le vieillissement. En utilisant des modèles animaux et des comparaisons avec des échantillons de sang humain, ils ont montré que cibler l’inflammation pouvait atténuer les symptômes du vieillissement et prolonger la vie, ce qui aurait des implications pour la compréhension des maladies liées au vieillissement et à l’obésité.
Les chercheurs découvrent qu’un excès de nutriments dans les cellules déclenche une inflammation et un dysfonctionnement des organes, accélérant ainsi le vieillissement. Leur étude suggère que les interventions contre l’inflammation pourraient améliorer la durée de vie.
Le vieillissement accéléré de notre population souligne l’urgence de comprendre les changements moléculaires qui se produisent dans le corps au fil du temps. Le complexe protéique mTOR joue un rôle essentiel dans de nombreuses fonctions corporelles, notamment dans le métabolisme. Une nouvelle étude menée par des chercheurs du CNIO montre que même de légères augmentations de l'activité de mTOR peuvent induire un vieillissement prématuré chez les modèles animaux, réduisant leur durée de vie jusqu'à 20 %.
Cette étude, publiée dans Vieillissement naturel, donne un aperçu des raisons pour lesquelles les maladies associées au vieillissement s'aggravent chez les individus ayant un indice de masse corporelle élevé, un indicateur d'obésité et d'inflammation. Cela explique également pourquoi la restriction calorique, connue pour prolonger la durée de vie des animaux, favorise un vieillissement en bonne santé en activant des gènes spécifiques qui interagissent avec mTOR.
De plus, l'étude présente un nouvel outil de recherche conçu « pour étudier la relation entre l'augmentation des nutriments et le vieillissement de différents organes », selon l'auteur principal Alejo Efeyan, qui dirige le groupe sur le métabolisme et la signalisation cellulaire au Centre national de recherche sur le cancer (CNIO). .
Manipulation de mTOR dans des modèles animaux
L'activité du complexe protéique mTOR est régulée en fonction de la quantité de nutriments disponibles dans la cellule. Les auteurs ont développé une méthode pour manipuler l'activité de mTOR dans des modèles animaux en ciblant la protéine qui signale les niveaux de nutriments à mTOR. En modifiant génétiquement cette protéine pour simuler des niveaux de nutriments plus élevés, ils ont déclenché mTOR pour activer sa voie comme si les animaux consommaient plus de nourriture, même si leur régime alimentaire réel restait inchangé.
Ana Ortega-Molina, auteur principal et chercheuse actuelle au Centre de biologie moléculaire Severo Ochoa, et Alejo Efeyan, auteur principal du CNIO Metabolism and Cell Signaling Group. Crédit : Antonio Tabernero /CNIO
Conséquences de l'activité mTOR améliorée
Lorsque les animaux porteurs de la protéine modifiée atteignent la maturité, leurs fonctions cellulaires commencent à se détériorer, entraînant des symptômes de vieillissement tels qu'une peau plus fine et des lésions d'organes comme le pancréas, le foie et les reins. Les cellules du système immunitaire viennent les réparer mais sont dépassées par l’ampleur des dégâts. Ils s’accumulent et, au lieu de se réparer, déclenchent une inflammation qui aggrave encore les problèmes de ces organes.
Ce cycle de dommages et de réparations inefficaces raccourcit la durée de vie des animaux de 20 %, ce qui équivaut à environ 16 ans chez l'homme.
Mesures thérapeutiques potentielles
Les chercheurs visaient à perturber ce cycle en inhibant la réponse immunitaire à l’origine de l’inflammation. En conséquence, les dommages aux organes se sont suffisamment améliorés pour permettre à l’homme de gagner ce qui représenterait quelques années de vie.
La première auteure, Ana Ortega-Molina, qui dirige le laboratoire de métabolisme du cancer et du vieillissement au CBM, note qu'agir sur l'inflammation chronique est « une mesure thérapeutique potentielle qui contrôle la détérioration de la santé ».
Implications humaines potentielles
Lorsque le groupe CNIO a manipulé mTOR pour simuler un excès de nutriments, les changements qui en ont résulté ont reflété ceux observés dans le vieillissement naturel. Ils ont comparé leur modèle à des colonies de souris naturellement vieillissantes, y compris les leurs et celles entretenues par le National Institute on Aging (NIA).
Par exemple, l'activité des lysosomes, qui sont les organites avec lesquels la cellule élimine et recycle ses déchets, est réduite chez les animaux naturellement âgés et génétiquement modifiés. « Lorsqu'il y a un excès de nutriments, il est logique que la cellule arrête l'activité de recyclage des lysosomes, car ce recyclage s'opère surtout lorsqu'il n'y a pas de nutriments », explique Efeyan.
Cette diminution de l'activité lysosomale se produit également dans le vieillissement humain, comme l'a vérifié le groupe de l'Université de Valence en comparant des échantillons de sang de jeunes et de septuagénaires.
Un nouvel outil
Au-delà de cet article, Efeyan estime que ce nouveau modèle animal offre « un terrain fertile pour poser davantage de questions sur la manière dont l’augmentation des nutriments, ou leur signalisation, facilite les processus dans les différents organes qui nous permettent de comprendre en particulier leur vieillissement. Ou, par exemple, étudiez la relation avec les maladies neurodégénératives, car il existe une certaine inflammation dans le système nerveux central. C'est un outil que beaucoup plus de personnes peuvent utiliser.
Les co-auteurs supplémentaires incluent Rafael de Cabo de l'Institut national sur le vieillissement (NIA) à Bethesda, aux États-Unis, Consuelo Borrás et Daniel Monleón, de l'Université de Valence, et María Casanova-Acebes, responsable du groupe Immunité contre le cancer au CNIO.
Ce travail a été financé, entre autres, par le ministère espagnol de la Science, de l'Innovation et des Universités, l'Agence espagnole de recherche, le Fonds européen de développement régional, la Fondation scientifique de l'Association espagnole contre le cancer, la Fondation bancaire « la Caixa », Olivia Roddom Oncology. Bourse de recherche, programme de recherche intra-muros au NIA, Instituts nationaux de la santé. Yurena Vivas, l'une des auteurs, est bénéficiaire d'un contrat CNIO Friends financé par la Fondation Domingo Martinez.
