Des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego ont publié des résultats qui jettent un nouvel éclairage sur une vieille question : qu’est-ce qui cause le vieillissement au niveau moléculaire ? Leurs conclusions, publiées dans Vieillissement natureldécrivent un lien jamais vu auparavant entre les deux explications les plus acceptées : les mutations génétiques aléatoires et les modifications épigénétiques prévisibles. Cette dernière, également connue sous le nom de théorie de l’horloge épigénétique, a été largement utilisée par les scientifiques comme mesure quantitative cohérente du vieillissement biologique.
Cependant, la nouvelle recherche suggère que le processus n’est peut-être pas si simple.
Les principales institutions de recherche et entreprises parient sur le retour en arrière de l’horloge épigénétique comme stratégie pour inverser les effets du vieillissement, mais nos recherches suggèrent qu’il ne s’agit peut-être que de traiter un symptôme du vieillissement, et non la cause sous-jacente. Si les mutations sont en fait responsables des changements épigénétiques observés, ce fait pourrait fondamentalement changer la façon dont nous abordons les efforts anti-âge à l'avenir. »
Trey Ideker, Ph.D., auteur co-correspondant, professeur à l'École de médecine d'UC San Diego et à l'École d'ingénierie Jacobs d'UC San Diego
Il existe deux théories dominantes sur la relation entre le vieillissement et l'ADN. La théorie des mutations somatiques suggère que le vieillissement est causé par l’accumulation de mutations, des changements permanents dans notre séquence d’ADN qui se produisent de manière aléatoire. La théorie de l'horloge épigénétique suggère que le vieillissement se produit en raison de l'accumulation de modifications épigénétiques, des changements mineurs dans la structure chimique de l'ADN qui ne modifient pas la séquence sous-jacente, mais modifient plutôt les gènes activés ou désactivés. Contrairement aux mutations, les modifications épigénétiques peuvent également être inversées dans certains cas.
Étant donné que les modifications épigénétiques ne se produisent que sur des sites spécifiques de notre génome plutôt que sur des emplacements aléatoires, elles sont plus faciles à quantifier et sont devenues un moyen incontournable pour les scientifiques de déterminer « l’âge biologique » des cellules. Cependant, les scientifiques s’interrogent depuis longtemps sur la source de ces changements épigénétiques.
Pour répondre à cette question fondamentale, les chercheurs ont analysé les données de 9 331 patients catalogués dans l’Atlas du génome du cancer et l’analyse pan-cancer des génomes entiers. En comparant les mutations génétiques aux modifications épigénétiques, ils ont découvert que les mutations étaient corrélées de manière prévisible aux changements dans la méthylation de l’ADN, un type de modification épigénétique. Ils ont découvert qu’une seule mutation pouvait provoquer une cascade de changements épigénétiques à travers le génome, et pas seulement à l’endroit où la mutation s’est produite. Grâce à cette relation, les chercheurs ont pu faire des prédictions similaires sur l’âge en utilisant soit des mutations, soit des changements épigénétiques.
« Les horloges épigénétiques existent depuis des années, mais nous commençons seulement maintenant à répondre à la question de savoir pourquoi les horloges épigénétiques fonctionnent en premier lieu », a déclaré le premier auteur Zane Koch, titulaire d'un doctorat. candidat en bioinformatique à l'UC San Diego. « Notre étude démontre pour la première fois que les changements épigénétiques sont liés de manière complexe et prévisible à des mutations génétiques aléatoires. »
Les auteurs de l'étude notent que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement la relation entre les mutations somatiques et les changements épigénétiques liés au vieillissement. Cependant, les résultats de l'étude constituent une avancée majeure dans notre compréhension du processus de vieillissement et ont des implications importantes pour le développement de nouvelles thérapies visant à prévenir ou à inverser le vieillissement.
« Si les mutations somatiques sont le moteur fondamental du vieillissement et que les changements épigénétiques suivent simplement ce processus, il sera beaucoup plus difficile d'inverser le vieillissement que nous le pensions auparavant », a ajouté l'auteur co-correspondant Steven Cummings, MD, directeur exécutif de l'étude de San Francisco. Centre de coordination de l'UC San Francisco et chercheur principal au California Pacific Medical Center Research Institute de Sutter Health. « Cela nous amène à considérer le vieillissement comme un processus programmé, mais plutôt comme un processus largement influencé par des changements aléatoires et cumulatifs au fil du temps. »
Outre Ideker, Cummings et Koch, l'étude a été co-écrite par Adam Li de l'UC San Diego et Daniel S. Evans du California Pacific Medical Center Research Institute et de l'UC San Francisco.
Cette étude a été financée par les National Institutes of Health (subventions U54 CA274502 et P41 GM103504).
