Vieillissement : Un sous-sol plein de vers pourrait faire la lumière sur les secrets du vieillissement | Sciences et technologie

Non loin de la célèbre plage de Barceloneta à Barcelone, en Espagne, une salle souterraine abrite 35 scanners de bureau stockés dans des chambres réfrigérées. Nicolas Stroustrup, un biologiste américain, est le détenteur de la clé de la porte de ce lieu singulier inondé par le rugissement d’un climatiseur très puissant. “C’est la machine à durée de vie !» crie-t-il pour se faire entendre par-dessus le bruit. Le scientifique ouvre soigneusement le couvercle de l’un des appareils de numérisation. A l’intérieur, il y a des centaines de vers. Des centaines d’autres apparaissent sous un autre couvercle. Il estime qu’il y a plus de 20 000 vers dans la pièce. Les plus jeunes bougent : sans relâche, ils explorent leur environnement. Il est facile de se sentir étourdi en regardant au microscope le plus âgé, immobile et ridé, attendant la mort. Cette machine inhabituelle, affirme Stroustrup, pourrait révéler les secrets du vieillissement chez les êtres humains.

Le scientifique partage une réflexion surprenante : il y a beaucoup d’aléatoire dans le vieillissement qui n’a rien à voir avec la génétique – une personne peut mourir à 60 ans, alors que son jumeau identique atteint 90 ans. Ses vers, explique-t-il, ne sont pas si différents. des humains. Ce sont de minuscules animaux, à peine un millimètre de long, avec un nombre ridicule et exact de cellules : 959, ni plus, ni moins, mis à part les ovules et les spermatozoïdes. Une personne est composée d’environ 30 000 milliards de cellules. Pourtant, malgré leur petite taille, ces vers ont tout : une bouche, un anus, un système nerveux de 302 neurones, de la peau, des gènes, des muscles.

Le biologiste, qui compare le vieillissement au jeu de la roulette, tente d’en découvrir les énigmatiques règles. Sa machine à durée de vie scanne les vers toutes les heures, de la naissance à la mort. Ils vivent généralement environ 18 jours, mais les scientifiques réalisent toutes sortes d’expériences pour voir ce qui se passe : ils modifient leur alimentation, les stressent, les droguent, modifient leurs gènes, les exposent à des agents pathogènes, augmentent ou diminuent leur température. Stroustrup repense. Il a travaillé avec des “millions” de vers, et se souvient de certains qui ont vécu 50 jours, l’équivalent d’une personne atteignant 225 ans. Pourquoi ont-ils vécu si longtemps alors que leurs frères et sœurs identiques ne l’ont pas fait ? Ils ne savent pas.

Stroustrup a eu l’idée de la machine à durée de vie alors qu’il était étudiant en doctorat de 22 ans à l’Université de Harvard. Manquant d’argent pour acheter des microscopes automatisés sophistiqués, il est allé dans un magasin et a acheté un scanner de bureau ordinaire. La première fois qu’il a scanné un ver, il a été étonné de la résolution. Avec un maigre investissement, il a pu étudier des dizaines de milliers d’animaux à la fois.

Ses premiers résultats ont été publiés dans la revue Nature en 2016, et les données étaient surprenantes. Une multitude de groupes de vers identiques vivaient plus ou moins dans chaque expérience, mais il y avait toujours un schéma : au sein d’un même groupe, certains vivaient plus longtemps que d’autres. Il y avait un caractère aléatoire constant dans le processus de vieillissement. L’équipe de Stroustrup est maintenant allée plus loin, en étudiant un autre facteur en plus de la longévité : combien de temps les vers maintiennent un mouvement vigoureux.

L’idée intuitive est que les animaux, au même titre que les humains, ont un âge biologique qui peut être différent ou non de leur âge réel. Une personne peut avoir 70 ans d’après sa date de naissance, mais ses cellules pourraient ressembler davantage à 55 ans. L’expérience de Stroustrup suggère autre chose qui est assez différente. Les vers qui maintiennent un mouvement vigoureux plus longtemps – reflet d’une vie saine – vivent également plus longtemps. Cependant, les différences statistiques indiquent qu’il s’agit de deux variables indépendantes. Son étude, publiée récemment dans la revue spécialisée PLOS Computational Biology, précise que les vers ont au moins deux âges biologiques : un qui détermine la fin d’un mouvement vigoureux et un autre qui marque le moment de la mort. Stroustrup soupçonne qu’il existe en fait une «constellation» d’âges biologiques, selon la partie du corps que l’on voit.

La longévité d’un ver peut-elle vraiment révéler les clés du vieillissement humain ? D’un ton sarcastique, Stroustrup répond par une autre question : “La recherche sur le vieillissement chez les humains eux-mêmes peut-elle révéler les secrets du vieillissement humain ?” Répéter ses expériences sur les gens, selon lui, prendrait des décennies. Des siècles, même. L’objectif actuel est de rechercher d’autres variables fortement corrélées au vieillissement, comme l’horloge dite épigénétique, des marques chimiques sur l’ADN qui sont utilisées pour mesurer l’âge biologique. Si un médicament administré à une personne a un effet sur cette horloge épigénétique, on pourrait supposer qu’il y aura aussi un effet sur le vieillissement, mais il faudrait des décennies pour le confirmer. La nouvelle étude de Stroustrup suggère que ce n’est pas si simple. S’il existe plusieurs âges biologiques, l’un de ces indicateurs peut suggérer une plus grande jeunesse, tandis qu’un autre dénote un âge avancé. De nombreuses entreprises vendent déjà ces tests controversés pour mesurer l’âge biologique.

Les vers qu’utilise Stroustrup appartiennent à l’espèce Caenorhabditis elegans, déjà centre d’expérimentations qui a remporté trois prix Nobel : deux de médecine (2002 et 2006) et un de chimie (2008). Le premier était pour Sydney Brenner, le biologiste sud-africain qui, dans les années 1960, a étudié la fonction de l’ADN dans ces vers. « La génétique est la science maîtresse de la biologie. En fait, c’est la seule science et toutes les autres sont des moyens de comprendre ce que font les gènes », a déclaré Brenner dans ses mémoires. Dans le laboratoire de Stroustrup, la biotechnologue indienne Natasha Oswal et la neuroscientifique espagnole Andrea del Carmen inactivent les gènes des vers dans le sous-sol de Barcelone. Del Carmen souligne que d’autres laboratoires ont réussi à faire vivre leurs vers 10 fois plus longtemps avec une seule mutation. « La longévité est très malléable », souligne-t-elle.

Le biochimiste Carlos López Otín, expert en vieillissement à l’Université d’Oviedo, souligne que la nouvelle expérience de Stroustrup montre “une corrélation négative” entre la période de mouvement vigoureux des vers et la durée de la période suivante. “En d’autres termes, les animaux ayant une longue vie en bonne santé seraient doublement chanceux, vivant une phase plus courte de déclin fonctionnel final”, dit-il. López Otín – qui n’a pas participé à cette étude – prévient que des recherches supplémentaires sont nécessaires sur les mécanismes moléculaires impliqués pour confirmer que les résultats chez les vers peuvent être extrapolés à l’homme.

L’hématologue italienne Carolina Florian applaudit les nouveaux travaux et souligne que le vieillissement est un processus très complexe. “Tout le monde ne vieillit pas au même rythme, et les cellules et les tissus de notre corps peuvent même vieillir à des rythmes différents”, explique Florian, de l’Institut de recherche biomédicale Bellvitge, à Hospitalet de Llobregat (Barcelone). “Compte tenu de la complexité du vieillissement et des difficultés à définir avec précision quand une cellule, un tissu ou un organisme est vieux, il est très facile de se heurter à des facteurs de confusion”, poursuit-elle. “Précisément pour cette raison, cette étude sur les vers a des implications vraiment importantes pour notre compréhension actuelle de la façon dont les biomarqueurs peuvent prédire le vieillissement humain.”

Florian encourage la communauté scientifique à continuer et à développer des expériences innovantes qui révèlent les véritables mécanismes du vieillissement. “Nous sommes déjà pleinement conscients que le vieillissement est un processus biologique et qu’il est possible de le traiter afin de prolonger la durée de vie.”