Des scientifiques découvrent comment l'hypothalamus du cerveau contrôle le vieillissement et parvient à le ralentir

Des scientifiques découvrent comment l'hypothalamus du cerveau contrôle le vieillissement et parvient à le ralentir
Les cellules souches neurales qui ont été transplantées dans un cerveau de souris, ici en développement dans les neurones.
Yirui Sun, Images de Wellcome, CC BY-SA

Si vous ne fumez pas, alors votre facteur de risque majeur pour mourir est probablement votre âge. C'est parce que nous avons presque éliminé la mortalité au début de la vie, grâce aux progrès de la science et de l'ingénierie. Mais malgré ces progrès, nous n'avons toujours pas trouvé comment éliminer les effets néfastes du vieillissement lui-même.

Maintenant, une nouvelle étude sur les souris, publié dans Nature, révèle que les cellules souches (un type de cellule qui peut se développer dans de nombreux autres types) dans une zone spécifique du cerveau régulent le vieillissement. L'équipe a même réussi à ralentir et à accélérer le processus de vieillissement en transplantant ou en supprimant des cellules souches dans la région.

Le vieillissement pose un défi important pour la société. Par 2050, il y aura autant de personnes âgées (âge 65 +) que d'enfants (sous 15) sur Terre pour la première fois. Ce changement est reflété dans stress sans précédent sur nos systèmes de santé et de protection sociale. Comprendre comment nous pouvons nous maintenir en bonne santé en vieillissant devient de plus en plus important.

Les mécanismes qui maintiennent les organismes en bonne santé sont relativement peu nombreux et conservés entre espèces, ce qui signifie que nous pouvons en apprendre beaucoup à leur sujet en étudiant des animaux comme les souris. Parmi les plus importants sont cellules sénescentes - des cellules dysfonctionnelles qui s'accumulent à mesure que nous vieillissons et endommagent les tissus - inflammation chronique et épuisement des cellules souches. On pense que ces mécanismes sont connectés au niveau des cellules et des tissus. Comme avec un anneau de dominos, une chute n'importe où peut déclencher un effondrement catastrophique.

Cellules disparaissantes

Les chercheurs à l'origine du nouvel article étudiaient l'hypothalamus de la souris, que nous connaissons depuis un certain temps contrôle le vieillissement. Cette structure en amande au centre du cerveau relie les systèmes nerveux et endocrinien (hormonal). L'hypothalamus aide à réguler de nombreux besoins et comportements de base, y compris la faim, le sommeil, la peur et l'agression. Dans le cerveau humain, l'initiation des comportements est généralement complexe, mais si vous fuyez dans une panique aveugle ou si vous vous trouvez dans une rage flamboyante, alors votre hypothalamus est temporairement au volant.

L'équipe a examiné un groupe spécialisé de cellules souches dans l'hypothalamus et a surveillé ce qui leur est arrivé en tant que cohortes de souris âgées. Les souris vivent normalement pendant environ deux ans, mais ils ont constaté que ces cellules ont commencé à disparaître d'environ 11 mois. Par 22 mois, ils avaient complètement disparu. La vitesse à laquelle les cellules souches ont été perdues était étroitement corrélée avec les changements de vieillissement chez les animaux, tels que les diminutions de l'apprentissage, de la mémoire, de la sociabilité, de l'endurance musculaire et de la performance athlétique.

Mais la corrélation ne signifie pas la causalité. Pour savoir si le déclin causait ces changements de vieillissement, ils ont supprimé les cellules souches en utilisant un virus spécialement conçu qui ne les tuerait en présence du médicament Ganciclovir. Chez les souris âgées de 10 mois, la combinaison de ces médicaments a détruit 15% de leurs cellules souches hypothalamiques. Ils ont prématurément montré des signes de vieillissement et sont morts environ 70 jours plus tôt en conséquence. C'est important car les souris ne vivent que pour les jours 200.

Le groupe a également implanté des cellules souches hypothalamiques de souris nouveau-nées chez des animaux d'âge moyen. Dans ce cas, les animaux sont devenus plus sociaux, ont une meilleure performance cognitive et ont vécu environ 200 plus longtemps qu'ils ne l'auraient fait autrement.

Ces expériences ont également fourni des indices sur la façon dont les cellules souches hypothalamiques étaient perdues en premier lieu. L'implantation ne fonctionnait que lorsque les cellules souches avaient été génétiquement modifiées pour résister à l'inflammation. Il semble que, au fur et à mesure que les animaux vieillissent, l'inflammation chronique de bas grade dans l'hypothalamus augmente.


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Cette inflammation est probablement causée soit par le accumulation de cellules sénescentes ou autour neurones entrant dans un état de sénescence. L'inflammation tue les cellules souches hypothalamiques parce qu'elles sont les plus sensibles aux dommages. Cela perturbe alors la fonction de l'hypothalamus avec des effets d'entraînement dans tout l'organisme. Et ainsi les dominos tombent.

Elixir de jeunesse?

Le but ultime de la recherche sur le vieillissement est d'identifier des cibles pharmaceutiques ou des interventions de style de vie qui améliorent la santé humaine plus tard dans la vie. Bien que ce soit une étude chez la souris, si nous pouvons montrer que les mêmes mécanismes sont en jeu chez les humains, nous pourrions un jour être en mesure d'utiliser une technique similaire pour améliorer la santé plus tard dans la vie. Mais cela reste un long chemin à l'avenir.

D'autres interventions, telles que l'élimination des cellules sénescentes, améliorent également la santé, prolonger la vie jusqu'à 180 jours Chez la souris. Une prochaine étape logique consiste à voir si ces interventions «s'empilent».

L'étude démontre également que les cellules souches hypothalamiques exercent des effets majeurs en sécrétant des miARN, qui contrôlent de nombreux aspects du fonctionnement des cellules. Les MiARN sont des ARN courts et non codants - une molécule plus simple que l'ADN mais capable de coder des informations. Lorsque les miARN ont été fournis seuls à des souris dépourvues de cellules souches, ils ont montré des améliorations similaires à ceux qui ont reçu un traitement à base de cellules souches.

La livraison de miARN comme médicaments est encore à ses balbutiements mais l'étude suggère des voies potentielles pour reconstituer un hypothalamus dénudé de cellules souches: prévenir leur perte en premier lieu en contrôlant l'inflammation. Cela pourrait être réalisé soit par le développement de médicaments qui éliminent les cellules sénescentes ou l'utilisation de composés anti-inflammatoires.

La recherche est importante car elle montre de manière élégante comment différents mécanismes de maintien de la santé interagissent. Cependant, un inconvénient est que seules les souris mâles ont été utilisées. Il est bien connu que la structure de l'hypothalamus diffère considérablement entre les sexes. Les médicaments et les mutations qui prolongent la durée de vie montrent également généralement puissance différente entre les mâles et les femelles.

La ConversationSi les humains pourront jamais vivre significativement plus longtemps que le courant durée de vie maximale des années 125 est difficile à dire. Mais il semble que le plus grand obstacle à une vie en bonne santé n'est plus le progrès mais la rapidité avec laquelle nous pouvons transformer notre connaissance de la biologie du vieillissement en médicaments et en conseils sur le mode de vie.

A propos de l'auteur

Richard Faragher, professeur de biogérontologie, Université de Brighton

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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