Nous expliquons souvent l'apparition des rides, la diminution de la force physique et l'augmentation du risque de maladies par le « vieillissement ». Quand et où exactement le corps humain commence-t-il à vieillir ? Il n'y avait pas de carte claire pour savoir si certains organes déclinent d'abord ou si le corps entier subit des changements simultanément.
Dans ce contexte, une étude récemment publiée dans la revue scientifique renommée ⟪Science⟫ par l'équipe du professeur Junyi Chao du laboratoire de génomique unicellulaire et d'épidémiologie de l'Université Rockefeller aux États-Unis a analysé environ 7 millions de cellules dans 21 organes, confirmant que le vieillissement commence plus tôt que prévu et progresse de manière synchronisée dans tout le corps.
L'équipe de recherche a prélevé 21 tissus de 32 souris correspondant à 1 mois (jeune adulte), 5 mois (âge moyen) et 21 mois (âge avancé) et a analysé près de 7 millions de cellules. Bien qu'il ne soit pas possible de faire une correspondance simple avec l'âge humain, il est caractéristique que les changements tout au long de la vie, du jeune adulte à l'âge moyen et avancé, aient été comparés de manière progressive.
La recherche a utilisé une technique appelée « ATAC-seq unicellulaire ». Cette méthode mesure dans quelle mesure l'ADN est ouvert (accessible) à l'intérieur des cellules, afin de déterminer quels gènes sont prêts à être activés. En d'autres termes, elle examine comment le « plan de fonctionnement » des cellules change. Grâce à cela, l'équipe de recherche a pu distinguer plus de 1800 sous-types cellulaires différents. Certains d'entre eux étaient des groupes de cellules rares qui n'avaient pas été suffisamment définis auparavant.
Les résultats de l'analyse ont renversé certaines perceptions. Alors que le vieillissement a été principalement compris comme un processus de déclin de la « fonction » cellulaire, cette étude a révélé qu'environ un quart de tous les types cellulaires changeait significativement en nombre avec l'âge.
Par exemple, certains groupes de cellules musculaires et rénales ont diminué, tandis que les cellules immunitaires ont considérablement augmenté. Cela signifie qu'il ne s'agit pas simplement d'une diminution de la fonction, mais d'une réorganisation de la composition cellulaire elle-même.
Un point particulièrement notable est que ces changements ont commencé plus tôt que prévu. À l'âge de 5 mois, correspondant à l'âge moyen, certains groupes de cellules avaient déjà commencé à diminuer. L'équipe de recherche a interprété cela comme une indication que le vieillissement n'est pas un phénomène qui commence soudainement à un âge avancé, mais plutôt un changement progressif qui s'inscrit dans le processus de développement.
Une autre découverte clé est la « synchronisation ». Un modèle de changements similaires dans l'état cellulaire a été observé, avec des augmentations ou des diminutions simultanées dans différents organes. Cela suggère que le vieillissement ne progresse pas séparément par organe, mais pourrait être coordonné par des signaux systémiques. L'équipe de recherche a expliqué que des substances circulant dans le sang pourraient jouer un rôle dans cette coordination.
Des différences de sexe étaient également marquées. Environ 40 % des changements liés au vieillissement se sont manifestés différemment chez les hommes et les femmes. Par exemple, chez les femmes, une activation immunitaire plus étendue a été observée au cours du processus de vieillissement. L'équipe de recherche a mentionné que ces résultats pourraient fournir des indices pour expliquer la prévalence plus élevée des maladies auto-immunes chez les femmes. Cependant, cela reste une hypothèse et ne confirme pas de relation causale.
Non seulement les changements dans le nombre de cellules ont été analysés, mais aussi les changements au niveau du génome. L'équipe de recherche a examiné environ 1,3 million de régions génomiques, dont environ 300 000 ont montré des changements significatifs liés au vieillissement. En particulier, environ 1000 régions ont changé de manière commune dans divers types cellulaires. Ces régions étaient liées à des sites de régulation des gènes associés à la fonction immunitaire, à l'inflammation et au maintien des cellules souches. Cela suggère que le vieillissement n'est pas simplement un dommage génomique aléatoire, mais pourrait représenter un changement systématique qui se produit de manière répétée à des « points chauds » de régulation spécifiques.
En comparant avec des études antérieures, l'équipe de recherche a confirmé que les substances de signalisation immunitaire appelées « cytokines » peuvent induire des changements similaires à ceux observés dans cette étude. Par conséquent, il a été suggéré que des médicaments régulant les cytokines pourraient ralentir le processus de vieillissement systémique, mais cela nécessite encore une validation future.
L'atlas de cellules uniques, qui a permis une analyse précise des changements liés au vieillissement, sera mis à disposition des chercheurs via une plateforme publique (epiage.net). Il est prévu qu'il serve de base pour élucider les mécanismes du vieillissement et développer des stratégies de traitement ciblées à l'avenir.
