Le vieillissement prématuré des personnes vivant avec le VIH est désormais reconnu comme un nouveau défi majeur de santé publique. De plus en plus de preuves montrent que les personnes séropositives âgées de 45 à 60 ans développent des caractéristiques généralement observées chez les personnes séropositives âgées de plus de 70 ans. Par exemple, la diminution de la vitesse de marche, de la fonction physique et de la cognition, du vieillissement mitochondrial, de l'inflammation élevée, du dysfonctionnement immunitaire, de la fragilité et d'autres problèmes de santé sont significativement plus élevés chez les personnes vivant avec le VIH que chez les personnes non infectées de même âge et de sexe.
Au Baylor College of Medicine, l'endocrinologue Dr Rajagopal Sekhar, professeur agrégé de médecine-endocrinologie, et son équipe se sont retrouvés au bon endroit au bon moment pour étudier le vieillissement prématuré des personnes séropositives. Depuis 20 ans, ils étudient le vieillissement naturel chez les humains plus âgés et les souris âgées dans la section d'endocrinologie, diabète et métabolisme du département de médecine. En outre, au cours des 17 dernières années, Sekhar a été actif dans la recherche sur le VIH et a fourni des soins cliniques aux patients de la clinique VIH du Thomas Street Health Center, une partie du système de santé Harris de Houston, où il dirige l'unique endocrinologie et métabolisme. clinique.
L'expertise de Sekhar, ses connaissances et son intérêt pour les troubles métaboliques affectant les patients atteints du VIH et une piste parallèle d'investigation des personnes non séropositives ont abouti à la publication de découvertes importantes concernant les complications métaboliques du vieillissement, du VIH et du diabète, et ont guidé de nombreux essais cliniques qui ensemble permettent de mieux comprendre pourquoi nous vieillissons.
« Le travail présenté ici, publié dans la revue Biomédecines, établit un pont entre la paillasse de laboratoire et le chevet en montrant une preuve de concept que la supplémentation des personnes séropositives spécifiquement avec une combinaison de glycine et de N-acétylcystéine, que nous appelons GlyNAC, en tant que précurseurs du glutathion, un antioxydant majeur produit par le corps, améliore les multiples déficits associés au vieillissement prématuré », a déclaré Sekhar.
Pourquoi vieillissons-nous?
Pendant plusieurs décennies, des preuves expérimentales ont soutenu deux théories du vieillissement. La théorie des radicaux libres et la théorie mitochondriale proposent que les radicaux libres élevés (stress oxydatif) et le dysfonctionnement mitochondrial, respectivement, sont au cœur du vieillissement gériatrique. Les deux, un stress oxydatif élevé et un dysfonctionnement mitochondrial, sont présents chez les personnes vivant avec le VIH.
Les radicaux libres, tels que les espèces réactives de l'oxygène, et les mitochondries sont physiologiquement connectés. Les mitochondries sont comme les batteries de la cellule, elles produisent l'énergie nécessaire à la conduite des fonctions cellulaires. Le corps transforme les aliments que nous mangeons en sucre et en graisse, que les mitochondries brûlent comme carburant pour produire de l'énergie.
Cependant, l'un des déchets de la génération d'énergie cellulaire sont les radicaux libres, qui sont des molécules hautement réactives qui peuvent endommager les cellules, les membranes, les lipides, les protéines et l'ADN. Les cellules dépendent d'antioxydants, comme le glutathion, pour neutraliser ces radicaux libres toxiques. Lorsque les cellules ne parviennent pas à neutraliser les radicaux libres, il y a un déséquilibre entre les radicaux et les réponses antioxydantes, conduisant à un stress oxydatif nocif et dommageable.
Les radicaux libres produits lors de la combustion du carburant dans les mitochondries peuvent être comparés à certains des déchets produits par le moteur à combustion d'une voiture, dont certains sont éliminés par le filtre à huile. Si nous ne changeons pas périodiquement le filtre à huile, le moteur de la voiture diminuera ses performances et réduira le kilométrage. «
Dr Rajagopal Sekhar, professeur agrégé de médecine-endocrinologie, Baylor College of Medicine
De même, si l'équilibre entre la production de radicaux libres et la réponse antioxydante dans les cellules favorise systématiquement la première, la fonction cellulaire pourrait être perturbée avec le temps. Le glutathion aide les cellules à maintenir l'équilibre du stress oxydatif, il maintient le filtre à huile propre. GlyNAC aide la cellule à fabriquer du glutathion.
Sekhar et ses collègues étudient la fonction mitochondriale et le glutathion depuis plus de 20 ans. Leurs découvertes, et celles d'autres chercheurs, ont montré que le glutathion est l'antioxydant naturel ultime.
Fait intéressant, par rapport à ceux des personnes plus jeunes, les niveaux de glutathion chez les personnes âgées sont beaucoup plus faibles et les niveaux de stress oxydatif sont beaucoup plus élevés. Les niveaux de glutathion sont également plus faibles et le stress oxydatif est plus élevé dans les conditions associées au dysfonctionnement mitochondrial, y compris le vieillissement, l'infection par le VIH, le diabète, les troubles neurodégénératifs, les troubles cardiovasculaires, les maladies neurométaboliques, le cancer, l'obésité et d'autres conditions.
« Lorsque les batteries mitochondriales sont à court d'énergie, en tant que communauté médicale et scientifique, nous ne savons pas comment recharger ces batteries », a déclaré Sekhar. « Ce qui a soulevé la question, si les niveaux de glutathion étaient restaurés dans les cellules, les mitochondries seraient-elles rechargées et capables de fournir de l'énergie à la cellule? La restauration du fonctionnement mitochondrial améliorerait-elle les conditions associées au dysfonctionnement mitochondrial? »
Restauration du glutathion
La restauration du glutathion dans les cellules n'a pas été simple car le glutathion ne peut pas fonctionner s'il est pris par voie orale pour les mêmes raisons que les patients diabétiques ne peuvent pas manger d'insuline. Il serait digéré avant d'atteindre les cellules. En outre, fournir du glutathion dans le sang ne peut pas corriger une carence en glutathion, car chaque cellule fait la sienne.
« Le glutathion est une petite protéine composée de trois éléments constitutifs: les acides aminés cystéine, glycine et acide glutamique. Nous avons constaté que les personnes souffrant d'une carence en glutathion étaient également déficientes en cystéine et glycine, mais pas en acide glutamique », a déclaré Sekhar. «Nous avons ensuite testé si la restauration de précurseurs de glutathion déficients aiderait les cellules à reconstituer leur glutathion. Mais il y a un autre problème, car la cystéine ne peut pas être administrée en tant que telle, nous avons dû la compléter sous une autre forme appelée N-acétylcystéine.
Dans des études antérieures, Sekhar et ses collègues ont déterminé que la supplémentation en GlyNAC, une combinaison de glycine et de N-acétylcystéine, corrigeait la carence en glutathion à l'intérieur des cellules de souris naturellement âgées aux niveaux trouvés chez les souris plus jeunes. Fait intéressant, les niveaux de glutathion et de fonction mitochondriale, qui étaient plus faibles chez les souris âgées avant de prendre GlyNAC, et le stress oxydatif, qui était plus élevé avant GlyNAC, étaient également comparables à ceux trouvés chez les souris plus jeunes après avoir pris GlyNAC pendant six semaines.
Les mêmes résultats ont été observés dans une petite étude chez des humains plus âgés qui avaient un stress oxydatif élevé et une carence en glutathion à l'intérieur des cellules. Dans ce cas, la prise de GlyNAC par voie orale pendant 2 semaines a corrigé la carence en glutathion et réduit à la fois le stress oxydatif et la résistance à l'insuline (un facteur de risque pré-diabétique).
Lors d'essais cliniques antérieurs, Sekhar a fourni du GlyNAC à de petits groupes de personnes pour corriger une carence nutritionnelle et a produit des preuves encourageantes soutenant d'autres études sur la valeur de cette approche pour restaurer la fonction mitochondriale dans les essais cliniques.
Améliorer le vieillissement prématuré des personnes vivant avec le VIH
Dans la présente étude, Sekhar et ses collègues ont mené un essai clinique ouvert qui comprenait six hommes et deux femmes séropositifs, et huit témoins non infectés de même âge, de sexe et de masse corporelle, tous âgés de 45 à 60 ans. Les personnes séropositives suivaient un traitement antirétroviral stable et n'avaient pas été hospitalisées depuis six mois avant l'étude.
Avant de prendre GlyNAC, le groupe avec le VIH, comparé aux témoins, était déficient en glutathion et avait de multiples conditions associées au vieillissement prématuré, y compris un stress oxydatif plus élevé; dysfonctionnement mitochondrial; inflammation plus élevée, dysfonctionnement endothélial et résistance à l'insuline; plus de dommages aux gènes; diminution de la force musculaire; augmentation de la graisse du ventre et altération de la cognition et de la mémoire.
Les résultats sont encourageants. La supplémentation en GlyNAC pendant 12 semaines a amélioré toutes les carences indiquées ci-dessus. Certaines des améliorations ont diminué huit semaines après l'arrêt de GlyNAC.
«C'était passionnant de voir autant de nouveaux effets bénéfiques de GlyNAC qui n'avaient jamais été décrits auparavant. Parmi les résultats les plus encourageants figuraient l'inversion de certaines mesures du déclin cognitif, une condition importante chez les personnes vivant avec le VIH, ainsi qu'une amélioration de la force physique et d'autres défauts caractéristiques », a déclaré Sekhar.
« Il était encourageant de voir que GlyNAC peut inverser bon nombre de ces défauts caractéristiques chez les personnes vivant avec le VIH car il n'existe actuellement aucun traitement connu pour inverser ces anomalies. Nos résultats pourraient avoir des implications au-delà du VIH et nécessiter une enquête plus approfondie », a déclaré Sekhar.
Dans l'ensemble, ces résultats chez les patients atteints du VIH fournissent la preuve de concept que la supplémentation alimentaire en GlyNAC améliore de multiples caractéristiques du vieillissement et que la carence en glutathion et le stress oxydatif pourraient y contribuer.
Encouragé par ces résultats, Sekhar a poursuivi ses investigations en testant la valeur de la supplémentation en GlyNAC pour améliorer la santé de la population vieillissante et a terminé un essai ouvert et un autre essai contrôlé par placebo en double aveugle financé par les NIH. les adultes plus âgés.
«Les résultats de ces essais récemment achevés soutiennent les résultats de l'étude sur le VIH», a déclaré Sekhar, qui est actuellement le chercheur principal de deux essais cliniques randomisés financés par les NIH et étudiant l'effet du GlyNAC chez des humains âgés atteints de troubles cognitifs légers et atteints de la maladie d'Alzheimer. maladie.
La source:
Collège de médecine Baylor
Référence du journal:
Kumar, P., et coll. (2020) La supplémentation en glycine et en N-acétylcystéine (GlyNAC) chez les patients VIH vieillissants améliore le stress oxydatif, le dysfonctionnement mitochondrial, l'inflammation, le dysfonctionnement endothélial, la résistance à l'insuline, la génotoxicité, la force et la cognition: résultats d'un essai clinique en ouvert. Biomédecines. doi.org/10.3390/biomedicines8100390.
