Des chercheurs du Karolinska Institutet et de l’Université de Stockholm ont développé un nouvel outil qui estime l’âge biologique d’une cellule en analysant son activité génétique. Dans la revue Science avancéeils démontrent également comment l’outil peut être utilisé pour identifier les substances qui influencent le vieillissement cellulaire.
Le vieillissement est un facteur de risque majeur pour de nombreuses maladies, mais il manque encore des méthodes permettant de mesurer de manière fiable la rapidité avec laquelle les cellules vieillissent. Dans la nouvelle étude, les chercheurs présentent Pasta, un outil disponible gratuitement qui calcule l’âge biologique d’une cellule en fonction des gènes actifs ou inactifs.
Pour développer cet outil, les chercheurs ont analysé les données sur l’activité génétique de plus de 17 000 échantillons de tissus prélevés sur des personnes en bonne santé. Le modèle a ensuite été testé sur plusieurs ensembles de données indépendants.
« Les outils précédents pour mesurer l’âge biologique ne fonctionnent souvent que pour un seul tissu ou un seul type de données, ce qui limitait leur utilité. Nous avons conçu Pasta pour qu’il soit largement applicable à de nombreux tissus, types de cellules et techniques de laboratoire, afin que tous les groupes de recherche puissent l’appliquer aux données dont ils disposent déjà. Avec cet outil, nous pouvons suivre l’évolution des cellules au fil du temps et mieux comprendre les mécanismes à l’origine du vieillissement », explique l’auteur principal Jérôme Salignon, chercheur au Département de médecine de Huddinge, Karolinska Institutet, qui a dirigé l’étude ensemble. avec Federico Pietrocola, chercheur principal au Département de biologie cellulaire et moléculaire du Karolinska Institutet, et Christian G. Riedel, professeur à l’Université de Stockholm et chercheur principal au Département de médecine de Huddinge, Karolinska Institutet.
Les chercheurs ont observé que les cellules ayant un âge biologique élevé présentaient souvent une activité accrue dans les gènes liés aux dommages à l’ADN et au stress cellulaire. L’outil a également pu faire la distinction entre les cellules plus anciennes, dites sénescentes, et les cellules plus jeunes, ressemblant à des cellules souches.
Dans l’étape suivante, Pasta a été utilisé pour analyser plus de trois millions de profils génétiques provenant de bases de données publiques dans lesquelles les cellules avaient été exposées à des milliers de médicaments et d’altérations génétiques. L’analyse a identifié des substances et des voies de signalisation biologique qui semblaient augmenter ou diminuer l’âge biologique des cellules. Certains résultats ont ensuite été confirmés par des expériences en laboratoire sur des cellules humaines.
« Déterminer de manière fiable l’âge biologique des cellules constitue depuis longtemps un défi majeur. Nous pouvons désormais y parvenir en utilisant les données sur l’expression des gènes – un type de données déjà régulièrement générées dans un grand nombre d’études de recherche. Je crois que nous entrons ainsi dans une nouvelle ère dans laquelle l’âge biologique peut être utilisé comme mesure expérimentale dans de nombreux types d’études. » Les pâtes ouvrent de toutes nouvelles possibilités pour comprendre les mécanismes à l’origine du vieillissement et pour rechercher systématiquement les gènes et les substances susceptibles de l’influencer », explique Christian Riedel.
Jérôme Salignon poursuit :
« Cet outil peut nous aider à identifier des candidats pour de futurs traitements contre les maladies liées à l’âge et le cancer. Lors d’expériences en laboratoire, nous avons validé deux nouveaux candidats : le pralatrexate, qui accélère le vieillissement cellulaire, et la piperlongumine, qui rend les cellules plus jeunes. Cependant, nos résultats sont basés sur des expériences cellulaires, des recherches supplémentaires sont donc nécessaires avant de pouvoir être traduites en traitements pour les patients.
