Le rythme du vieillissement : une association de biomarqueurs prometteuse ?

Une étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences fait état des résultats obtenus sur un suivi longitudinal et transversal d’une population néo-zélandaise de plus de 1000 patients, dont les données ont été recueillies pendant 12 ans (entre 26 et 38 ans, sur des personnes recrutées dès la naissance) [1].

Durant cette étude, les chercheurs ont exploré 18 biomarqueurs établis comme facteurs de risque et/ou marqueurs de certaines pathologies liées au vieillissement afin de mesurer le « rythme du vieillissement » (« pace of aging ») au sein de cette population inédite. Les différents biomarqueurs ont permis l’évaluation de la fonction des organes et de la santé globale. On retrouve notamment des critères physiques, tel que l’IMC (indice de masse corporelle), le ratio hanche-taille ou la santé dentaire, mais aussi des critères biologiques, comme la mesure des triglycérides, du cholestérol, de la créatinine ou de l’urée. Enfin, ont été ajoutés des critères génétiques avec la détection des mutations pour les gènes codant pour APO (une molécule impliquée dans la régulation des lipides) ou pour l’hémoglobine.

L’intérêt majeur de cette étude est d’avoir permis la mesure du vieillissement, non pas ponctuellement (comme c’est le cas avec l’âge biologique), mais de manière suivie donnant lieu à une mesure nouvelle: le rythme du vieillissement [1].

Ce processus, quantifiable chez les jeunes adultes jusqu’à leur mort, est reflété par une détérioration progressive des organes, mise en évidence par la mesure des divers biomarqueurs proposés par cette étude. Cette mesure était cohérente avec l’âge biologique, une quantification déjà établie dans le monde scientifique, capable de prédire un déclin plus ou moins accru de certains organes et un vieillissement plus ou moins rapide de manière indépendante de l’âge chronologique.

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NHANES, 9 causes du vieillissement, âge biologique, rythme du vieillissement… Quelles applications ?

Le NHANES (ou National Health and Nutrition Examination Survey) est actuellement la méthode la plus utilisée pour établir un âge biologique, c’est à dire l’âge du corps, des cellules et des organes, qui s’oppose parfois à l’âge chronologique, correspondant au nombre d’années depuis la naissance [2].

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Dans l’étude néo-zélandaise, les chercheurs ont comparé l’âge biologique obtenu par le NHANES avec leur nouvelle mesure, le rythme du vieillissement. Ces deux techniques utilisent des biomarqueurs physiques, biologiques et génétiques pour donner une appréciation de l’âge biologique à un temps T (pour le NHANES) et de l’évolution de l’âge biologique (pour le rythme du vieillissement). Ces deux mesures étaient corrélées, les patients présentant un âge biologique plus avancé ayant également un rythme du vieillissement plus élevé. Cependant la mesure du rythme du vieillissement permet un suivi longitudinal des patients avec un intérêt majeur, notamment dans le suivi des effets des traitements anti-âge ou des médicaments pris pour lutter contre des pathologies associées à l’âge. Ainsi, la mesure répétée de l’âge biologique permettrait, à l’image des campagnes de prévention contre le cancer, d’établir des protocoles afin de prévenir le vieillissement et ses pathologies associées et ce, dès 25-30 ans.

En parallèle, la mise en évidence des 9 causes du vieillissement [3] et leur acceptation par la communauté scientifique a donné des outils supplémentaires à ces études basées sur les biomarqueurs.

Actuellement, les causes admises du vieillissement sont les suivantes [3] :

  • l’altération de la communication inter et intra cellulaire, c’est à dire la perte progressive de la capacité des cellules à envoyer des signaux importants entre elles et entre les organites qui la composent,
  • l’instabilité génétique, c’est à dire la perte de la possibilité de réparation de l’ADN au cours des divisions cellulaires et l’augmentation concomitante du nombre de mutations,
  • la diminution de la taille des télomères (voir dossier télomères), c’est à dire la perte de la protection des extrémités de nos chromosomes engendrant une perte probable d’information au cours des divisions cellulaires et une mise en senescence d’une partie de nos cellules,
  • l’augmentation du nombre de modifications épigénétiques, c’est à dire un changement de la régulation de l’expression génique entrainant parfois la diminution (ou l’augmentation) de l’expression d’une protéine donnée,
  • l’affaiblissement de la protéostasie, c’est à dire la perte du repliement correct des protéines synthétisées, pouvant amener à une problématique fonctionnelle, la structure 3D des protéines étant fondamentale à leur fonction,
  • la dérégulation de la détection des nutriments, via la dérégulation de la voie de signalisation impliquant l’insuline et la voie mTOR,
  • la dysfonction mitochondriale, c’est à dire un affaiblissement des mécanismes de production d’énergie dans nos cellules et de la capacité à gérer le stress oxydant par les mitochondries,
  • la senescence cellulaire, c’est à dire la « mise en pause » de certaines cellules en réponse à un dommage cellulaire, un mécanisme de protection qui, lors du vieillissement est de plus en plus utilisé résultant en l’inactivation de trop de cellules,
  • l’épuisement du stock de cellules souches, entrainant une baisse de nos capacités de régénération.

L’identification de ces 9 causes ont permis de développer de nouvelles pistes de recherche et, combinées aux échelles NHANES et du rythme du vieillissement, sont en train de révolutionner le monde des biomarqueurs du vieillissement physiologique.

Le but final de toutes ces études est de pouvoir établir un âge biologique, de suivre son évolution et, grâce à des biomarqueurs spécifiques connus ou en cours de développement, de proposer au patient une véritable métrologie de son vieillissement. A partir de cette mesure, il sera envisageable d’opter pour des compléments alimentaires (voir dossier molécules anti-vieillissements), des méthodes préventives (comme la restriction calorique, l’arrêt du tabac…) et des traitements médicamenteux permettant de réduire le rythme du vieillissement et, qui sait, le stopper un jour ?

Tout notre dossier Métrologie du vieillissement

Mesure du vieillissement : quel est votre âge biologique ?

Mesurer son âge biologique et prendre les dispositions nécessaires pour l’améliorer, ça fait rêver, mais c’est une réalité !

Partie 1 : Mesure du vieillissement : La Cartographie Physiologique

mesure du vieillissement physiologiqueCette méthode de métrologie du vieillissement et de l’âge physiologique procède au bilan de diverses caractéristiques biologiques et physiques qui ont un lien avéré avec les processus de vieillissement (dosage du cholestérol, appui monopodal, obésité abdominale…).

Partie 2 : Mesure du vieillissement : Les 18 biomarqueurs de l’Université de Duke 

mesure du vieillissement Duke UniversityCette méthode suit le déclin de plusieurs systèmes organiques (cardiovasculaire, pulmonaire, rénal, hépatique, parodontal, immunitaire) à travers la quantification de 18 marqueurs de maladies chroniques relatives à l’âge. Cette technique a été mise au point par une équipe de recherche de l’Université de Duke, supervisée par le Dr. Daniel Belsky.

Partie 3 : La méthylation de l’ADN, une piste prometteuse pour la mesure du vieillissement ?

mesure du vieillissement methylation ADNLe taux de méthylation de  l’ADN croît avec le nombre de divisions que subit une cellule. Le nombre de divisions cellulaires témoigne de l’avancée du temps. Ainsi, mesurer le taux de méthylation de l’ADN revient à quantifier le vieillissement. Le traitement de l’ADN au bisulfite permet la conversion des Cytosines non méthylées en uraciles, ainsi les cytosines méthylées peuvent être facilement identifiées, et leur nombre, donner l’âge physiologique.

Partie 4 : Les télomères, témoins de l’âge physiologique, un outil pour la mesure du vieillissement

mesure du vieillissement télomèresLes télomères, qui sont les extrémités de nos chromosomes, voient leur longueur raccourcir au cours du vieillissement. On compte plusieurs techniques permettant de mesurer leur longueur (TRFs, Q-Fish, PCR-Q, STELA…) basées sur les principes de Southern Blot, la PCR et l’hybridation in situ.

Références

[1] Daniel W. Belsky et al., Quantification of biological aging in young adults, PNAS,

[2] https://www.cdc.gov/nchs/nhanes/about_nhanes.htm

[3] Carlos Lopez-Otin et al. The hallmarks of aging, Cell, June 2013, 153 (6); 1194-1217

Dr. Marion Tible

Marion Tible Long Long Life

Author/Reviewer

Auteure/Relectrice

Marion Tible has a PhD in cellular biology and physiopathology. Formerly a researcher in thematics varying from cardiology to neurodegenerative diseases, she is now part of Long Long Life team and is involved in scientific writing and anti-aging research.

More about the Long Long Life team

Marion Tible est docteur en biologie cellulaire et physiopathologie. Ancienne chercheuse dans des thématiques oscillant de la cardiologie aux maladies neurodégénératives, elle est aujourd’hui impliquée au sein de Long Long Life pour la rédaction scientifique et la recherche contre le vieillissement.

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