Une étude sur un modèle C. elegans montre que l'équilibre des ARNm dans les cellules influe sur la durée de vie.

Pourquoi certaines personnes vivent-elles plus longtemps que d'autres? Les gènes de notre ADN jouent un rôle important pour nous aider à prévenir les maladies et à maintenir une bonne santé générale, mais les différences de séquence génomique expliquent moins de 30 % de la variation naturelle de la durée de vie humaine.

Étudier les effets du vieillissement à l'échelle moléculaire pourrait éclairer les variations de l'espérance de vie, mais collecter des données à la vitesse, à l'échelle et avec la qualité nécessaires pour étudier ce phénomène chez l'humain est impossible. Les chercheurs se tournent donc vers les vers (Caenorhabditis elegans). Les humains présentent de nombreuses similitudes biologiques avec ces petites créatures, qui présentent également une grande variation naturelle de leur espérance de vie.

Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) ont suivi des milliers de vers génétiquement identiques dans un environnement contrôlé. Même lorsque le régime alimentaire, la température et l'exposition aux prédateurs et aux agents pathogènes étaient identiques pour tous les vers, nombre d'entre eux ont continué à vivre plus longtemps ou moins longtemps que la moyenne.

L'étude a identifié la cause profonde de cette variation comme étant des variations des niveaux d'ARNm dans les cellules germinales (cellules impliquées dans la reproduction) et les cellules somatiques (cellules qui forment l'organisme). L'équilibre de l'ARNm entre ces deux types de cellules est perturbé, ou « découplé », au fil du temps, ce qui entraîne un vieillissement plus rapide chez certains individus que chez d'autres. Les résultats sont publiés dans la revue Cell.

L'étude a également révélé que l'ampleur et la vitesse du processus de découplage sont régulées par un groupe d'au moins 40 gènes différents. Ces gènes jouent de nombreux rôles dans l'organisme, du métabolisme au système neuroendocrinien. Mais cette étude est la première à montrer qu'ils interagissent tous pour permettre à certains individus de vivre plus longtemps que d'autres.

La désactivation de certains gènes a augmenté la durée de vie des vers, tandis que celle d'autres l'a raccourcie. Ces résultats suggèrent une possibilité surprenante: les différences naturelles de vieillissement chez les vers pourraient refléter le caractère aléatoire de l'activité de nombreux gènes différents, ce qui laisse penser que les individus ont été soumis à la désactivation de nombreux gènes différents.

« La survie d'un ver jusqu'à 8 ou 20 jours dépend de différences apparemment aléatoires dans l'activité de ces gènes. Certains vers semblent avoir simplement de la chance: ils possèdent le bon ensemble de gènes activés au bon moment », explique le Dr Matthias Eder, premier auteur de l'article et chercheur au Centre de régulation génomique.

L'élimination de trois gènes (aexr-1, nlp-28 et mak-1) a eu un effet particulièrement spectaculaire sur la variation de la durée de vie, réduisant la plage d'environ 8 jours à seulement 4. Plutôt que de prolonger la vie de tous les individus de manière uniforme, la suppression de l'un de ces gènes a considérablement augmenté la durée de vie des vers à courte durée de vie, tandis que la durée de vie des vers à plus longue durée de vie est restée pratiquement inchangée.

Les chercheurs ont observé les mêmes effets sur l'espérance de vie en bonne santé, c'est-à-dire la période de vie passée en bonne santé plutôt que la seule vie physique. L'inactivation d'un seul gène a suffi à améliorer de manière disproportionnée le vieillissement en bonne santé chez les vers ayant une faible espérance de vie en bonne santé.

« Il ne s'agit pas de créer des vers immortels, mais de rendre le processus de vieillissement plus équitable qu'il ne l'est actuellement. En substance, nous faisons ce que font les médecins: nous prenons des vers qui mourraient plus tôt que leurs congénères et les rendons plus sains, les aidant ainsi à vivre plus près de leur espérance de vie potentielle maximale. Mais nous y parvenons en ciblant les mécanismes biologiques sous-jacents du vieillissement, plutôt qu'en traitant uniquement les individus malades. Cela permet d'uniformiser la population et de prolonger la vie », a déclaré le Dr Nick Stroustrup, auteur principal de l'étude et chef d'équipe au Centre de régulation génomique.

L’étude n’aborde pas la question de savoir pourquoi la désactivation des gènes ne semble pas avoir d’impact négatif sur la santé des vers.

« Plusieurs gènes pourraient interagir pour assurer une redondance intégrée après un certain âge. Il se pourrait également que certains gènes ne soient pas nécessaires aux individus vivant dans un environnement sûr et confortable, comme un laboratoire. Dans les conditions difficiles de la nature, ces gènes pourraient être plus essentiels à la survie. Ce ne sont là que quelques-unes des théories en cours de réalisation », explique le Dr Eder.

Les chercheurs ont fait leurs découvertes en développant une méthode permettant de mesurer les molécules d'ARN dans différentes cellules et tissus, en la combinant avec la « Lifespan Machine », un appareil qui suit simultanément la vie entière de milliers de nématodes. Les vers vivent dans une boîte de Pétri à l'intérieur de la machine, sous l'œil du scanner.

L'appareil filme les nématodes toutes les heures, recueillant ainsi une multitude de données sur leur comportement. Les chercheurs prévoient de créer une machine similaire pour étudier les causes moléculaires du vieillissement chez la souris, dont la biologie est plus proche de celle de l'homme.