Le stress augmente-t-il l’âge biologique ?

Dans une étude récente publiée dans Métabolisme cellulaireles chercheurs ont utilisé des horloges de méthylation de l’acide désoxyribonucléique (ADNm) de différentes générations pour évaluer les changements d’âge biologique (BA) induits par le stress chez les souris et les humains.

Étude: L’âge biologique est augmenté par le stress et restauré lors de la récupération. Crédit d’image : VectorMine/Shutterstock.com

Arrière-plan

On pense que BA augmente progressivement au cours de la vie d’un individu; cependant, il a été établi que BA n’est pas complètement associé à l’âge de type chronologique des individus. On peut être biologiquement plus jeune ou plus âgé que ce que laisse supposer l’âge de type chronologique.

Des études animales et humaines indiquent que le BA pourrait être affecté par plusieurs facteurs, notamment la maladie, les médicaments, l’exposition environnementale et le mode de vie, indiquant des possibilités d’inversion de l’âge.

Malgré la malléabilité rapportée de la BA, le degré d’altérations réversibles de la BA et les événements déclencheurs n’ont pas été bien caractérisés.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à savoir si le BA pouvait être augmenté ou réduit par le stress en utilisant des horloges ADNm et divers stimuli stressants.

L’équipe a examiné les fluctuations probables de BA à l’aide d’un modèle murin de parabiose hétérochronique. De jeunes souris ont été exposées à la circulation âgée et ont joint chirurgicalement des paires hétérochroniques d’animaux murins âgés de trois mois et de 20 mois. Après trois mois de parabiose, l’équipe a séparé les paires murines et a permis une récupération sur deux mois.

Par la suite, les tissus murins ont été examinés à l’aide d’horloges de méthylation de l’ADN, ajustées à l’âge de type chronologique. La méthylation de l’ADN dans les tissus cérébraux, hépatiques, rénaux, adipeux et cardiaques a été analysée à l’aide de l’horloge HorvathM.

De plus, des échantillons hépatiques murins provenant d’animaux parabiosés ont été soumis à un séquençage au bisulfate à représentation réduite (RRBS) et plusieurs horloges épigénétiques entraînées à l’aide de données RRBS ont été appliquées. Les effets ont été analysés aux niveaux métabolomique et transcriptomique.

En outre, l’équipe a examiné la méthylation de l’ADN dans des échantillons de sérum de personnes âgées subissant des interventions chirurgicales majeures à l’aide d’horloges de méthylation de l’ADN humain de deuxième génération (DunedinPACE, DNAmGrimAge et DNAmPhenoAge). Les échantillons ont été obtenus immédiatement avant la chirurgie, le matin suivant la chirurgie et après quatre à sept jours avant la sortie de l’hôpital.

De plus, les effets de la grossesse sur le BA ont été évalués à l’aide d’animaux murins C57BL/6, à partir desquels des sérums ont été obtenus aux stades initial et tardif de la grossesse, après la parturition et pendant la période de récupération. De plus, les ensembles de données ADNm de 54 femmes enceintes ont été analysés.

De plus, l’équipe a examiné les changements de BA dans les infections graves à l’aide d’un modèle de maladie à coronavirus grave 2019 (COVID-19). Des médicaments tels que le tocilizumab, le remdesivir et l’hydroxychloroquine ont été étudiés pour leurs éventuelles actions anti-âge.

Résultats

BA s’est avéré dynamique, subissant des fluctuations rapides dans les deux sens chez les animaux murins et les humains. Un stress sévère a augmenté de manière transitoire le BA, tel que lu par plusieurs biomarqueurs avancés du vieillissement, qui s’est inversé lors de la récupération du stress.

La parabiose hétérochronique, la chirurgie traumatique, la grossesse et les infections par le SRAS-CoV-2 augmentent temporairement la BA chez l’homme et/ou la souris. Un bon accord a été noté entre les horloges ADNm et RRBS pour les tissus hépatiques, ce qui est cohérent avec d’autres tissus murins. La parabiose hétérochronique a perturbé la BA aux niveaux métabolomique et transcriptomique.

Les résultats de l’analyse fonctionnelle ont montré des corrélations positives entre les parabiontes hétérochroniques et les signatures de vieillissement, avec des associations inverses significatives lors de la récupération. L’équipe a observé des augmentations significatives des marqueurs BA chez les personnes âgées subissant une réparation chirurgicale d’urgence de fractures traumatiques de la hanche dans les 24 heures, et la BA est revenue à la ligne de base dans les quatre à sept jours suivant la chirurgie.

De plus, des fluctuations importantes du nombre de cellules tueuses naturelles (NK), de monocytes et de plasmablastes ont été observées chez les patients.

Le taux de récupération de BA peut prédire la gérothérapie. Les horloges ADNm humaines de deuxième génération ont donné des résultats cohérents, tandis que les horloges ADNm humaines de première génération (horloge Hannum, horloge Horvath et âge de l’ADNm sanguin et cutané) n’étaient pas aussi sensibles pour détecter les altérations à court terme de BA.

Les tendances observées à l’aide des horloges originales de l’ADNm concordaient avec les résultats obtenus à l’aide des horloges à composante principale (PC).

Le sang murin évalué par les horloges BA a montré une élévation de BA après la grossesse qui s’est résolue après la parturition. Des résultats similaires ont été obtenus pour les femmes enceintes, avec un pic de BA autour de l’accouchement et une réduction après l’accouchement. Cependant, il n’y avait pas de changements significatifs dans la composition du sang des femmes enceintes.

Les résultats de l’horloge DNAmPhenoAge ont indiqué que les infections graves telles que le COVID-19 peuvent augmenter de manière réversible le BA des patientes admises en unité de soins intensifs (USI), suivi d’une diminution de la sortie de l’hôpital ; cependant, les résultats semblaient être spécifiques à l’horloge et au sexe.

L’inversion de l’augmentation de BA pourrait être utilisée pour développer des interventions anti-âge. Notamment, les bénéficiaires du tocilizumab ont démontré une plus grande inversion de BA que les non-bénéficiaires.

conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence l’augmentation de la BA causée par le stress et l’inversion de l’âge lors de la récupération après des événements stressants.

La parabiose de type hétérochronique chez les jeunes souris a augmenté la BA aux niveaux métabolomique, transcriptomique et épigénétique, en particulier dans le foie, et s’est inversée après la récupération. Les fractures traumatiques de la hanche, la grossesse et l’infection par le coronavirus respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) chez l’homme ont augmenté la BA.

Les résultats ont indiqué une élévation rapide mais transitoire de la BA sous divers stimuli stressants, suivie d’une inversion après la récupération du stress, fournissant des informations précieuses sur la dynamique du vieillissement. L’augmentation de BA induite par le stress pourrait être ciblée pour développer des thérapies anti-âge.

En particulier, le tocilizumab et d’autres anticorps monoclonaux ciblant l’interleukine-6 ​​doivent être étudiés plus avant en tant que médicaments anti-âge.