Cryonie : outil transhumaniste et longétiviste

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Cryonie : outil transhumaniste et longétiviste ?

La cryogénisation, ou cryonie, ou cryopréservation, est une technique consistant à refroidir à l’extrême les tissus d’un corps dans le but de les préserver. Certaines entreprises proposent à leurs clients d’être cryogénisés dans l’espoir que les techniques médicales du futur puissent les sauver d’une maladie incurable ou tout simplement du vieillissement.

C’est en 1967 que James Bedford devient le premier humain cryonisé après son décès. Dans les années 1980, Greg Fahy et William F. Rall se mettent à utiliser la méthode pour la cryopréservation de cellules reproductrices.
Actuellement, seules des cellules, des tissus et quelques organes peuvent être cryopréservés de façon réversible.

L’application de cette pratique à des corps humains est controversée, car nous ne sommes pas encore capables d’inverser le processus pour sortir un organisme de son état de cryonie.
Aux États-Unis et en Russie, la procédure ne peut être réalisée qu’après la mort clinique du patient. Elle est interdite en France.  

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Le fonctionnement de la cryonie : l’arrêt du vieillissement post-mortem

La cryonie est une méthode de cryopréservation qui va placer le corps en dessous de -130°C et nécessite donc des cryoconservateurs, comme un antigel, pour éviter la formation de cristaux de glace dans les cellules. C’est la vitrification. Cette méthode augmente la viscosité du milieu et empêche la cristallisation, en étant accompagnée d’un contrôle sur la rapidité de refroidissement des tissus (0.2 à 2.5°C/min) [1].
Malheureusement les cryoconservateurs classiques souvent toxiques à haute dose pour les cellules, c’est pourquoi les sociétés de cryonie développent leurs propres solutions injectables de cryoconservation, telles que la solution M22. [2].

Les corps sont ensuite plongés dans des cuves d’azote liquide réalimentées régulièrement. Le plus souvent la tête en bas pour maximiser les chances de préservation en cas de problème, il arrive que des trous soient percés dans le crâne pour éviter que la pression s’y accumule. La vitesse de prise en charge du patient est critique pour la préservation maximale du corps, ou de l’encéphale, et s’accompagne d’une organisation de récupération et de préservation du corps dans l’attente de la vitrification. Il est effectivement possible de choisir de conserver uniquement sa tête.

Avancées en cryopréservation : un espoir pour le transhumanisme ?

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La recherche progresse pour réussir un jour à inverser le processus : un rein a été cryopréservé en 2009, puis ramené à température ambiante et transplanté chez un lapin qui, malgré des complications diverses peu de temps après la transplantation, a pu jouir d’un rein fonctionnel jusqu’à son euthanasie 48 jours plus tard. [3]
La cryopréservation du rein est considérée comme complexe en raison de sa vascularisation caractéristique, ceci représente donc une avancée certaine dans le domaine.

Hormis les attraits de la suspension temporelle qu’elle peut représenter, développer des technologies de cryopréservation présente également un intérêt, ne serait-ce que pour la préservation « préventive » d’organes et leur transport pour des transplantations.

Les méthodes de cryonie sont donc des technologies qui méritent d’être étudiées ne serait-ce que pour l’étude des méthodes mises en oeuvre, et le potentiel pour la conservation d’organes dans le domaine de la médecine.

Concernant la vitrification humaine, c’est un pari sur l’avenir. Au moins, cela présente un espoir de réanimation, saisi entre autres par une adolescence décédée d’un cancer en 2016 [4].
Cependant, à quoi ressemblerait la vie d’un humain cryogénisé pendant des décennies qui se réveille dans un monde qu’il ne reconnait plus ?
Lutter contre le vieillissement semble être une voie moins hasardeuse, mais certains n’ont évidemment pas le temps d’attendre.  

Louis Kokkinis

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Louis is responsible for the vulgarization of articles and scientific watch for Long Long Life.
He is currently studying biology remotely at Aix-Marseille University. He also works on multiple biotechnology and engineering projects.

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Louis est responsable de la rédaction d’articles de vulgarisation et de veille scientifique pour Long Long Life. Il étudie la biologie à distance à l’université d’Aix Marseille. Il est également porteur de plusieurs projets de biotechnologies et ingénierie.

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Références:

[1] Gregory M.Fahy, Joseph Saur, Robert J.Williams. Physical problems with the vitrification of large biological systems. Volume 27, Issue 5, October 1990, Pages 492-510.

[2] Phatak S, Natesan H, Choi J, Brockbank KGM, Bischof JC. Measurement of Specific Heat and Crystallization in VS55, DP6, and M22 Cryoprotectant Systems With and Without Sucrose. Biopreserv Biobank. 2018 Aug;16(4):270-277.

[3] Gregory M Fahy et Al., Physical and biological aspects of renal vitrification. Organogenesis. 2009 Jul-Sep; 5(3): 167–175.

[4] The Guardian. (2016/nov/18) 14-year-old girl who died of cancer wins right to be cryogenically frozen

Ecologie, lutte anti-vieillissement, longévité, et transhumanisme

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Lutte anti-vieillissement, longévité, et écologie

Billet d’opinion de Louis Kokkinis

La question climatique devient d’année en année plus préoccupante. L’augmentation effrénée d’émissions de gaz à effet de serre entraîne des phénomènes qui peuvent s’amplifier d’eux-mêmes (boucles de rétroaction positive) et il est plus que dangereux d’alimenter ce phénomène comme évoqué par le CNRS. Il est également possible que nous puissions réduire l’impact des dérèglements d’origine humaine mais la probabilité diminue de plus en plus vite. Selon l’IFE (ENS), les experts parlent d’une augmentation de 1,5°C entre 2030 et 2052, et pourtant les émissions augmentent encore.
Le changement climatique est un problème majeur à surmonter pour une vie en bonne santé. Voudriez-vous mourir des effets du changement climatique après avoir trouvé un traitement contre le vieillissement ?

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Louis est responsable de la rédaction d’articles de vulgarisation et de veille scientifique pour Long Long Life. Il étudie la biologie à distance à l’université d’Aix Marseille. Il est également porteur de plusieurs projets de biotechnologies et d’ingénierie.

Ecologie et lutte anti-vieillissement : trop tard pour se défausser, le climat change et nous vieillissons

Les divers effets de notre prédation sur la planète sont basés sur la maximisation de l’utilisation d’énergie. Ils vont de la déforestation pour nourrir les espèces que nous mangerons, à l’extraction de métaux rares pour fabriquer des smartphones, le tout grâce à l’énergie des hydrocarbures, qui émettent toujours plus de gaz à effet de serre.

Il faut prendre conscience que si nous voulons vivre un temps très long, nous devons mettre en place des stratégies afin d’assurer la survivabilité de notre environnement futur. Pour la première fois, reléguer les problèmes aux générations suivantes ne serait pas possible.

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La complexité systémique: un point commun entre le vieillissement et le changement climatique

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Malgré l’approche des effets du changement climatique, les rapports comme les rapports du GIEC, les Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat, restent lointains pour les décideurs, et les problèmes sont systémiques. Chacun préfère se rassembler à toutes les COPs et considérer ce geste comme une action suffisante pour la planète. Pourtant ces décideurs actuels sont très probablement les prochains touchés, par les vagues de canicule par exemple, qui pourraient avoir raison des plus faibles : les personnes âgées et les plus jeunes. Ces températures extrêmes et l’utilisation de chauffages et climatisations entraînent en plus de cela une augmentation de la consommation d’énergie.

Un exemple de petite action pour changer les comportements qui créent ce problème est l’initiative « Super Cool Biz » du gouvernement japonais il y a quelques années, poussant les travailleurs en costume à s’habiller moins chaudement l’été pour réduire la consommation d’électricité de 15% pour la climatisation.

De plus, si nous supprimons les services écosystémiques qui nous sont rendus comme la pollinisation, et l’aération des sols, cela nécessitera encore plus d’énergie si nous voulons garder un niveau de vie « équivalent », ce qui est considéré impossible par beaucoup, comme Phillipe Bihouix, Jean-Marc Jancovici, ingénieurs spécialistes des questions d’énergie et de climat.

Longévité et climat: même combat pour la survie

Le transhumanisme doit sûrement se préoccuper de plus en plus sérieusement de la question du climat, ne serait-ce que pour survivre. La tâche semble impossible, mais nous n’avons pas beaucoup d’options : s’entêter dans notre mode de vie actuel et tout perdre malgré des traitements contre le vieillissement en développement, ou bien développer des stratégies de survie de l’écosystème en plus du développement de thérapies anti-vieillissement.
Le développement de thérapies est cependant intégralement dépendant du système de consommation de ressources à l’heure actuelle. Les laboratoires dépendent des échanges, livraisons, divisions des tâches, rentabilité, électricité, etc…

Un maximum de personnes doit être sensibilisé et avoir le temps de réfléchir à ces questions, aux problèmes qui se posent à nous. Nous n’avons plus le temps pour la naïveté, les bonnes intentions et la non-maîtrise du sujet.

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De même que pour le combat de conviction mené pour la défense de l’anti-aging, il nous faut rassembler une masse critique de personnes comprenant les enjeux du changement climatique pour être capable d’influer sur des décisions radicales. Le combat mérite sûrement d’être mené.

Références:

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http://usatoday30.usatoday.com/money/world/2011-06-05-japan-dress-cool_n.htm

GIEC – Site officiel : IPCC International Panel on Climate Change

Créer une start-up biotech de rajeunissement et longévité en 2019 – Les bons plans selon Reason (Fight Aging)

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Créer une start-up biotech de rajeunissement et longévité en 2019 – Les bons plans selon Reason (Fight Aging)

Reason est derrière le désormais célèbre site Fight Aging, où il suit de très près les dernières avancées de la recherche contre le vieillissement, et des thérapies de rajeunissement.

Voici son avis sur les domaines les plus porteurs pour créer une start-up de biotechnologies anti-vieillissement en 2019. Vous pouvez retrouver l’article original en anglais sur le site de Fight Aging.

Je suis un peu en retard avec la liste de 2019 des projets en biotechnologies du rajeunissement que j’aimerais que les start-ups lancent dans un avenir proche. Pour ma défense, cette année, j’ai ma propre start-up, et la première partie de 2019 a été une série ininterrompue de conférences entre les Etats-Unis et l’Europe. Il s’agit toujours d’une nouvelle industrie au potentiel presque illimité, mais peu de ce potentiel est en cours de développement actif, et cela malgré l’arrivée de centaines de millions de dollars en fonds de capital-risque gérés par Juvenescence, Life Biosciences, et ainsi de suite. La communauté des chercheurs regorge toujours de fruits à portée de main, d’approches potentielles de rajeunissement qui sont à peine cachées ; quiconque ayant une connaissance modeste du domaine sait où elles se trouvent. Il suffit d’envoyer un courriel à Aubrey de Grey et au reste du public de la Fondation de recherche SENS et de demander à être présenté. Il n’y a jamais eu de meilleur moment pour démarrer une entreprise axée sur un ou plusieurs aspects de la biotechnologie du rajeunissement.

Plus de nouveaux sénolytiques pendant un certain temps

Je sais, beaucoup d’entre vous ont l’idée du siècle pour détruire les cellules sénescentes ; mais je pense aussi qu’il est préférable pour tout le monde de s’asseoir et de laisser les thérapies sénolytiques existantes se rapprocher de la clinique en premier. Les nouvelles compagnies sénolytiques sont maintenant en concurrence, avec une douzaine d’approches différentes qui ont plusieurs années d’avance sur vous dans leur processus de développement. Il est vrai que le monde est très vaste, qu’il abrite un grand nombre de personnes âgées qui bénéficieraient des sénolytiques, et qu’il y a beaucoup de place pour une douzaine de moyens concurrents qui éliminent les cellules sénescentes dans le cadre d’un grand écosystème médical de rajeunissement.

Cela dit, il existe une menace très réelle : que les faillites de l’une ou l’autre des grandes entreprises de l’industrie dans ce domaine n’aient un effet négatif sur l’écosystème de financement de ces entreprises. Démarrez une entreprise de sénolytiques maintenant, et vous êtes à la merci des résultats de l’essai d’Unity Biotechnology. Ce n’est pas juste, et les programmes d’Unity ne sont pas un reflet des autres, des approches largement meilleures pour l’élimination des cellules sénescentes, mais c’est ainsi que le monde fonctionne. Si Unity trébuche, les investisseurs deviendront frileux.

Donner accès aux sénolytiques à faible coût existants à de nombreuses personnes âgées

Le point le plus remarquable des cinq dernières années de développement de médicaments sénolytiques, c’est que les premiers produits utilisés comme preuve de concept dans les études animales et humaines sont en fait plutôt efficaces. Ils sont également bon marché et facilement disponibles. Le dasatinib et la quercétine combinés, la fisétine et la piperlongumine ont tous des données animales très convaincantes pour appuyer leurs effets sénolytiques, et tous sont très bon marché. Pourquoi alors des dizaines de millions de personnes rien qu’aux États-Unis souffrent-elles encore d’arthrite, et d’autres maladies inflammatoires liées à l’âge dont l’accumulation de cellules sénescentes est une cause importante ? Comment se fait-il que personne n’ait encore décidé de créer une entreprise de logistique pour améliorer considérablement toutes ces vies avec une dose de sénolytiques qui coûterait entre 50 et 100 $ à fabriquer et à livrer à l’échelle, et qui pourrait être vendue deux fois plus cher ? Il s’agit là d’une rare convergence du profit et du service public.

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Évaluation personnalisée de l’âge biologique

Les horloges épigénétiques pour évaluer l’âge biologique plutôt que l’âge chronologique sont formidables en théorie – sauf que personne ne sait exactement ce qu’elles mesurent, et donc elles sont actuellement inutiles pour évaluer le résultat des approches spécifiques au rajeunissement, comme les sénolytiques. La technologie est maintenant suffisamment avancée pour qu’il soit en principe possible de créer une entreprise qui fournit des approches d’évaluation biologique de l’âge adaptées qui peuvent être utilisées pour évaluer les résultats d’une thérapie sénolytique, ou d’une autre approche significative du vieillissement. Je crois que les mesures de l’âge biologique doivent être développées en même temps que les thérapies à mesure qu’elles émergent, et ce n’est qu’alors qu’elles pourront être rendues utiles. Il s’agit d’un travail qui n’est pas réalisé actuellement sur le marché à but lucratif, et c’est donc là une occasion à saisir.

Un concurrent de Revel Pharmaceuticals dans le domaine de la rupture de la réticulation du glucosépane

Revel Pharmaceuticals est la seule société qui travaille sur la rupture de la réticulation du glucosépane, et elle est issue du seul laboratoire qui travaille sur le sujet de manière significative. Ces réticulations sont une cause importante de perte d’élasticité de la peau et des vaisseaux sanguins. Un succès ici sera aussi grand que celui des sénolytiques. J’ai parlé à plus d’un chercheur qui s’intéresse à ce domaine ou qui a travaillé dans ce domaine et qui pourrait obtenir du financement pour aller de l’avant avec son approche du problème. Où sont donc les concurrents pour Revel ? Je prédis que ce sera le prochain grand moment des vraies thérapies de rajeunissement.

Une plateforme pour la découverte d’enzymes bactériennes pour décomposer les déchets métaboliques cibles

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Tant que je fais des prédictions, en voici une autre : le processus de dépistage des espèces bactériennes à partir d’échantillons de terre et d’eau de mer pour trouver des enzymes utiles sera beaucoup plus rentable que le processus actuel, ou même amélioré grâce au machine learning, pour le développement de petites molécules pharmaceutiques quand vient le temps de trouver les moyens d’éliminer les déchets moléculaires dangereux dans le corps humain.

C’est d’autant plus vrai que la culture d’espèces bactériennes a beaucoup progressé au cours des dernières années. Autant que je sache, personne n’a créé d’entreprise dans le but spécifique de développer cette approche en tant que plateforme pour les très nombreuses thérapies de rajeunissement potentielles qui pourraient en résulter. Il y a une vingtaine d’amyloïdes, de nombreux lipides oxydés et d’innombrables composants de la lipofuscine à utiliser comme point de départ.

Des sociétés telles que LysoClear et Revel Pharmaceuticals ont trouvé leurs composés principaux par le biais de l’exploitation minière du monde bactérien, mais n’ont pas transformé leur processus en une plate-forme ; la prochaine génération de sociétés dans ce domaine devrait s’y consacrer.

Stopper l’allongement des télomères pour traiter le cancer

Le travail en laboratoire pour bloquer l’allongement des télomères par télomérase est assez avancé – soit proche, soit prêt à faire le saut vers une start-up. Quelqu’un devrait se rendre à la clinique, autoriser l’une de ces approches et commencer le processus pour l’amener aux essais cliniques. Les thérapies anticancéreuses vraiment efficaces dans un avenir proche, celles qui supplanteront l’immunothérapie parce qu’elles sont moins chères, plus générales et plus efficaces, seront basées sur la suppression de l’allongement des télomères. Tous les cancers doivent allonger leurs télomères, aucun cancer ne peut l’éviter, et s’il est bloqué, le cancer va dépérir. Tout cancer, quel qu’en soit le type, pourrait être vaincu par cette seule forme de thérapie, une fois mise en œuvre.

Les trois piliers du rajeunissement du système immunitaire

Le rajeunissement du système immunitaire comporte trois composantes initiales essentielles, et c’est un objectif suffisamment important pour qu’il y ait beaucoup plus d’entreprises qui travaillent actuellement dans ce domaine.

Premièrement, le thymus âgé doit être régénéré en taille et en fonction ; davantage de concurrents et d’approches concurrentes que celles de Repair Biotechnologies, d’Intervene Immune, et de Lygenesis seraient les bienvenus.

Deuxièmement, une façon d’éliminer et de remplacer les cellules endommagées et défectueuses du système immunitaire périphérique âgé qui n’implique pas les approches sévères et à haut risque de la greffe de cellules souches hématopoïétiques et de la chimiothérapie à dose élevée. Une stratégie plus douce de destruction ciblée des cellules, qui peut être utilisée chez les personnes âgées et fragiles, est nécessaire.

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Troisièmement, l’industrie a besoin d’un moyen d’introduire une nouvelle population de cellules souches hématopoïétiques fonctionnelles et jeunes qui, encore une fois, est plus douce que les procédures de transplantation actuelles, et peut donc être utilisée chez les patients âgés. Le succès dans l’un ou l’autre de ces trois domaines produira des gains appréciables, assez pour aider à faire entrer les deux autres.

Une plateforme de thérapie cellulaire pour la libération et la greffe fiables de nouvelles populations de cellules souches

Le déclin des cellules souches est une caractéristique majeure du vieillissement. Les thérapies actuelles à base de cellules souches ne font pas grand-chose, voire rien du tout, pour régler ce problème. Les populations de cellules souches vieillissantes doivent être complétées ou remplacées par de nouvelles cellules souches jeunes. La niche environnante et la signalisation doivent être ajustées pour éviter que les nouvelles cellules ne tombent en inactivité. Il faut des plateformes qui permettent d’atteindre ces objectifs pour les populations de cellules souches arbitraires, ou même pour une majorité des populations de cellules souches les plus importantes. Il s’agit là d’un moyen d’obtenir des gains importants sur le plan de la santé et de la fonction en fin de vie.

Une solution 80/20 pour une thérapie génique robuste

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La communauté a besoin d’une plateforme de thérapie génique qui fonctionne la plupart du temps et pour la plupart des tissus avec un minimum d’altération, qui offre un degré élevé de couverture cellulaire et un degré élevé de ciblage configurable par type cellulaire ou tissulaire. Cela pourrait être construit sur le principal type de vecteur viral, l’AAV, ou peut-être émergera-t-il de certaines approches de thérapie génique programmable, comme celle de Oisin Biotechnologies. Quoi qu’il en soit, c’est très nécessaire. Il y a tant de choses qui pourraient être accomplies aujourd’hui, s’il n’était pas nécessaire de construire chaque nouvelle thérapie génique complètement à partir de zéro, avec des années de travail pour obtenir une couverture cellulaire suffisante, et pour contourner les plus gros obstacles, tels que le système immunitaire du patient. A l’avenir, la thérapie génique remplacera en grande partie les petits médicaments moléculaires pour la plupart des utilisations – mais cela exige une grande augmentation de l’efficacité du développement. Les premières plateformes 80/20 qui sont assez bonnes pour la plupart des usages vont créer une énorme valeur.

Résoudre les problèmes du tourisme médical

Les thérapies d’amélioration, comme les thérapies de rajeunissement, seront utilisées par cent fois plus de personnes que les procédures médicales actuelles. Il y a beaucoup plus de personnes qui veulent être améliorées que de personnes qui ont un problème de santé au point d’avoir besoin d’un traitement dans le système actuel. La nature de l’industrie du tourisme médical changera radicalement étant donné la population beaucoup plus importante de clients potentiels qui existeront dans un monde plein de nombreuses thérapies d’amélioration novatrices. Il y a là une occasion en or de résoudre la nature dispersée et frauduleuse du marché actuel et de réaliser tout le potentiel de l’arbitrage réglementaire pour ce qui est d’amener de façon responsable les nouvelles thérapies à l’essai et à la clinique. Beaucoup d’entreprises présentes choisissent d’utiliser des thérapies pour leurs premiers essais sur des humains en Australie parce que le coût est inférieur ou égal à la moitié du coût d’un traitement standard aux États-Unis ou en Europe. Il n’y a aucune raison pour que, dans d’autres juridictions, le coût ne soit pas dix fois moins élevé qu’aux États-Unis et en Europe, et qu’une thérapie soit entièrement déployée dans la clinique par le biais du tourisme médical.

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Méthodes de réparation mitochondriale pure et simple

La perte de la fonction mitochondriale occupe une place centrale dans le déclin du vieillissement, qui est une cause contributive de nombreuses affections liées à l’âge. Bien que les antioxydants ciblant les mitochondries qui améliorent progressivement la situation soient une préoccupation constante, avec plusieurs produits sur le marché, des approches beaucoup plus efficaces seront nécessaires pour traiter le problème des lésions mitochondriales et diminuer avec l’âge. Une mise en œuvre de la stratégie MitoSENS d’expression allotopique comme source de réserve de protéines mitochondriales vitales, réalisée pour au moins la plupart des gènes mitochondriaux, par exemple. À moins de cela, l’administration de mitochondries de remplacement dans les tissus, peut-être conçues pour résister à la signalisation et aux dommages qui causent un malaise général dans la fonction mitochondriale et le contrôle qualité. Ou des moyens de restaurer de manière robuste et complète les processus normaux et jeunes de la mitophagie et de la fission mitochondriale dans les vieux tissus. Il s’agit d’un gros problème et des solutions ambitieuses sont nécessaires.

Intelligence artificielle et recherche anti-vieillissement

Intelligence artificielle et recherche anti-vieillissement

L’intelligence artificielle (IA) est très à la mode depuis quelques années. La réalisation de son potentiel en a fait un outil de choix dans la recherche contre le vieillissement.

L’intelligence artificielle ou IA: une (re)découverte qui fascine

Le principe de ce que l’on nomme l’IA est en fait très vieux ; tout est relatif. C’est Alan Turing, qui, en 1936, énonce que tout ce qui est calculable l’est par une machine logique [2]. Ceci est le socle commun de toute l’informatique actuelle.
Plus tard, en 1943, McCulloch et Pitts, décrivent le fonctionnement des neurones via des circuits électriques. C’est là que l’idée de « réseaux de neurones » prend forme. Le perceptron naît en 1957 et il est le premier système qu’on pourrait qualifier d’intelligence artificielle, avec un apprentissage par expérience. Cette voie computationnelle a été délaissée pendant longtemps en raison de limitations techniques et de scepticisme.
Aujourd’hui, nous nous servons de l’IA dans presque tous les domaines qui requièrent une approche statistique. Le Big Data, à savoir, de grandes quantités de données, représente le garde-manger des IA.

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En résumé, le machine learning est un outil d’analyse statistique fonctionnant par exemple via des réseaux de neurones. Les réseaux de neurones peuvent s’appliquer à des données d’origine variée. Ils appliquent à ces données des modifications via la fonction d’activation de chaque neurone y ayant accès, avant de sortir un résultat ou de le passer à la couche de neurones suivants quand il s’agit d’un réseau multicouches.
Parler des IA « en général » n’a pas forcément de sens. Une IA est en fait un algorithme, et ses capacités dépendront intégralement de la programmation de l’algorithme. Il existe de nombreuses méthodes en fonction de ce que l’on cherche à obtenir [3]. Nous allons en voir quelques-unes. D’abord, le « deep learning » est un sous-domaine du machine learning qui implique de très larges quantités de données et des capacités de traitements importantes. Ensuite, une fois les informations assimilées, on peut influer sur le type de réseaux de neurones programmés à volonté et ainsi faire varier le traitement de ces informations.

Il existe des réseaux de neurones à apprentissage supervisé, et des réseaux à apprentissage non supervisé.
La grande différence est que le réseau non supervisé (reinforcement learning) n’a pas besoin de validation de la part du programmeur. L’IA va chercher à extraire un « sens »  seule de la plage de données (qui peut n’en avoir aucun).

Une base de données gigantesque, idéale pour entraîner les intelligences artificielles pour lutter contre le vieillissement

Nous savons que la quantité de données générées par le réseau internet est gigantesque. Le moteur de recherche Google traite plus de 40 000 recherches par seconde, chaque minute environ 4 150 000 vidéos sont regardées sur YouTube, les utilisateurs d’Instagram postent 46 740 photos par minute : tout cela pour vous dire que nous ne manquons pas de données. Encore faut-il qu’elles aient un intérêt.
Ces exemples soulignent une vérité capitale : de plus en plus de personnes utilisent les outils informatiques. De ce fait, de plus en plus de données sont générées et stockées.
Ceci concerne également les hôpitaux et centres de soin, qui s’informatisent enfin.

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Des approches comme la microfluidique dans le domaine biologique peuvent également participer très efficacement à la production de données biologiques. Cette technologie permet d’étudier la réaction des cellules à une échelle microscopique sur de minuscules répliques de nos tissus, des dispositifs de biotechnologie appelés les organes sur puce. Les organes sur puce sont un bon moyen de réduire le champ des possibles offerts par l’intelligence artificielle afin de prendre le relais après l’analyse des données. Ils permettent de tester une molécule proposée in vitro de façon rapide et efficace, sans cobaye. Les résultats des analyses de data sont ainsi testés sur les organes sur puce, et au terme de cette étape, seule subsiste une quantité d’information que le cerveau humain est désormais capable de traiter, en ayant la certitude qu’elles sont pertinentes, car comment pourrions-nous appréhender les volumes de données dont nous nourrissons les IA ?

Ces masses de données ne font aucun sens telles quelles, nous ne sommes pas capables d’appréhender de telles quantités. C’est un problème qui ressemble alors à l’image classique de la liste d’interactions et de mécanismes biologiques qui permettent le fonctionnement de notre organisme : on ne peut pas espérer y prédire quoi que ce soit en regardant cette quantité gigantesque d’informations et d’interactions. L’extrême complexité du fonctionnement du vivant implique un très grand nombre de données générées lors des analyses. Sans compter les données dont nous ne disposons même pas…
La gestion et l’organisation des données pour leur utilisation future est un défi majeur pour le Big Data et son intégration à l’analyse des IA [4]. L’intelligence artificielle pourrait-elle nous aider à résoudre ces défis ?

Le besoin d’intelligence artificielle dans l’analyse du vieillissement

Dans les domaines du vieillissement et du médical, les capacités de l’intelligence artificielle sont très intéressantes. Elles permettent de faire des liens que nous n’aurions pas vus autrement, de dégager des tendances invisibles, de proposer des modèles, des généralisations, déterminer des causalités… Et tout cela peut être extrêmement bénéfique pour les médecines préventives et régénératives [1, 6].

Comme nous l’avons évoqué, les données que nous produisons ne sont plus traitables par nos cerveaux de primates. Notre cerveau est évidemment conditionné par notre histoire évolutive et n’est pas capable de tout. Pour analyser un phénomène si complexe et dépendant de tant de facteurs que le vieillissement, nous avons besoin d’aide pour traiter les masses de données qui en découlent.
Nous avons justement les statistiques pour nous aider à extraire un sens de nombreuses informations. Les réseaux de neurones nés du domaine de l’intelligence artificielles sont un de ces outils statistiques, et c’est le plus efficace à ce jour : nous avons besoin des capacités de calcul et de synthèse probabiliste de ces algorithmes. De plus, ils permettent parfois de mettre en évidence des biais cognitifs humains.

C’est le cas par exemple de Word2Vec : une IA de Google dont l’objectif est de reconnaître et déterminer le sens des mots, la sémantique. Pour W2Vec, « Docteur » + « Femme » = « Infirmière ».  Ce résultat peut paraître injuste, sexiste même, mais l’intelligence artificielle ne fait pas de morale, elle fait des statistiques. Ce que l’algorithme révèle, ce ne sont pas ses biais, mais nos propres biais qui se ressentent sur l’échantillon statistique.

Les IA pourraient donc représenter notre meilleure chance à l’heure actuelle de tirer du sens des données récoltées. C’est le pari de BioViva, une entreprise fondée par Elizabeth Parrish, spécialisée dans l’analyse des données médicales et le développement de traitements adaptés. Depuis 2015, l’année de lancement, la gestion des données a énormément évolué et les outils bioinformatiques permettent à BioViva et à ses docteurs de proposer des traitements adaptés à chaque individu, dans un objectif de médecine personnalisée. Le but est de donner accès rapidement à des traitements efficaces, spécialement dans le domaine de la thérapie génique contre le vieillissement.

Des résultats qui montrent les capacités d’analyse de l’IA sur des sujets comme le vieillissement

L’IA a réussi son pari de passer de l’engouement irrationnel à la preuve de concept, pour aujourd’hui être massivement plébiscitée par tous les domaines, et en particulier le domaine médical. Mouseage est par exemple une initiative qui vise à photographier chaque jour des souris afin que l’algorithme d’analyse (Deep Neural Network) puisse en sortir une « horloge du vieillissement » des souris. Après le test de l’algorithme développé sur application mobile, l’extraction de potentiels marqueurs du vieillissement précède le stockage des données. L’étape suivante est d’appliquer ces marqueurs extraits à d’autres organismes modèles puis à l’Homme ; il serait ainsi possible de s’appuyer sur des algorithmes qui ont fait leurs preuves pour évaluer le vieillissement humain à partir de photographies, dès lors que les marqueurs équivalents sont identifiés.

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Les premiers algorithmes « grand public » de deep learning étaient des algorithmes d’analyse d’images. Aujourd’hui, ceux-ci ont réuni assez de données pour être bien plus efficaces qu’un dermatologue devant une photo de notre peau. Un autre exemple est Arterys Cardio DL, une intelligence artificielle assistante d’analyse d’images radiologiques de cardiologie approuvée par la FDA (US Food&Drugs Administration) et qui est largement utilisée aujourd’hui, limitant les erreurs humaines.

De nombreuses entreprises ont développé des biomarqueurs du vieillissement en utilisant de multiples facteurs. Ceux-ci vont de tests sanguins ou du séquençage du microbiote à la voix, ou à des scans rétiniens. La multiplication des facteurs pour la prise de décision augmente la robustesse des calculs et des estimations, tant que l’on reste capable d’appliquer à chaque élément sa juste valeur par rapport aux autres.

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Une autre approche consiste à comparer des espèces entre elles. L’objectif est pour l’IA de déterminer des motifs récurrents, dans les populations, qui moduleraient la courbe du vieillissement chez différentes espèces, c’est-à-dire trouver des biomarqueurs. Ceci pourrait également permettre de dégager des tendances évolutives liées au vieillissement.
Au-delà de ces applications, les intelligences artificielles réussissent à analyser des traitements thérapeutiques, à en développer de nouveaux et à prédire leurs effets [6]. Elles peuvent également de mieux en mieux trouver les conformations des protéines, c’est à dire leur organisation dans l’espace. Une tâche très complexe, qui nécessitait le concours de beaucoup de participants sur l’application collaborative Foldit par exemple.

L’aspect créatif des IA semble de plus en plus accepté avec l’exemple du 37e coup d’AlphaGo [8] qui a surpris les professionnels avant de se montrer décisif une centaine de coups plus tard. Ou encore les avancées récentes d’AlphaStar [9] sur Starcraft II et de DeepMind en général (conformation protéique comprise).

Ces développements permettent d’appréhender l’aspect créatif, contre-intuitif et pourtant si efficace du machine learning qu’il est aujourd’hui possible de coder.

Les limites de l’IA: morale, vieillissement, vie privée

L’intelligence artificielle est comme toutes les disciplines : elle porte aujourd’hui des débats quant à son utilisation, son champ d’application, ses capacités, même. Ces débats sont très liés aux données, car comme nous l’avons vu, la phase d’apprentissage en requiert beaucoup. Le problème de l’utilisation des données personnelles est complexe et implique de nombreux acteurs du web, comme nous avons pu le constater avec le règlement RGPD sur la protection des données en Europe.

L’IA peut permettre de réaliser des prévisions, de cibler un comportement. Par exemple, certains algorithmes ont été capables de deviner que des femmes étaient enceintes grâce à leur historique internet avant même qu’elles ne l’apprennent elles-mêmes, en réalisant des analyses prédictives [5]. N’oublions pas que les IA sont soumises au code que nous écrivons et aux données auxquelles elles seront exposées. Les résultats peuvent donc parfois être étonnants au premier abord.

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Plusieurs scientifiques et philosophes (Ray Solomonoff) s’intéressent à la « morale des IA » et aux façons de les programmer pour limiter l’impact négatif potentiel [7]. Mais la morale des IA n’est que celle des développeurs en fonction de leurs besoins et envies.
A l’heure de la médecine génomique, de l’analyse des comportements et des suggestions (vidéos, produits, buzz) certains s’inquiètent de l’utilisation qui sera faite des données de santé. Ils redoutent notamment que des compagnies d’assurance s’arrogent le droit de refuser de couvrir des personnes avec des prédispositions génétiques pour certaines maladies.

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Les algorithmes de recommandation tel que celui de YouTube vont-ils continuer à maximiser le simple temps de visionnage sans prendre en compte les vidéos visionnées ?
Lê de la chaîne Science4All suggère la possibilité pour YouTube de modifier son algorithme de recommandation [7]. Ceci permettrait d’orienter les utilisateurs vers un contenu plus qualitatif ou critique par exemple. Si l’algorithme de suggestion favorise les contenus visant à lutter contre le changement climatique, on pourrait penser que cela serait globalement positif. Cela pose cependant des problèmes de légitimité, d’influence mais aussi d’autorité de YouTube vis-à-vis de ses utilisateurs. Très récemment, YouTube a annoncé une modification de l’algorithme de recommandation dans le but de réduire la visibilité des thèses complotistes. Mais comment l’algorithme va-t’il réussir à discriminer parmi tant de contenu ?

L’intelligence artificielle est donc un domaine d’étude pouvant se révéler extrêmement puissant et utile. Les outils que ce domaine produit, comme tous les outils, présentent un risque non négligeable d’utilisations problématiques. Il convient donc de réfléchir sur ces sujets afin de prévoir à notre tour, et ainsi pouvoir utiliser de façon optimale la puissance de l’intelligence artificielle dans la recherche et la lutte contre le vieillissement.

Louis Kokkinis

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Louis is responsible for the vulgarization of articles and scientific watch for Long Long Life.
He is currently studying biology remotely at Aix-Marseille University. He also works on multiple biotechnology and engineering projects.

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Louis est responsable de la rédaction d’articles de vulgarisation et de veille scientifique pour Long Long Life. Il étudie la biologie à distance à l’université d’Aix Marseille. Il est également porteur de plusieurs projets de biotechnologies et ingénierie.

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References:

[1] Alex Zhavronkov, Polina Mamoshina, Quentin Vanhaelen, Morten Scheibye-Knudsen, Alexey Moskalev, Alex Aliper. Artificial intelligence for aging and longevity research: Recent advances and perspectives, Ageing Research Reviews, 49 (2019), pp. 49-66
[2] A. M. TURING. (1936) ON COMPUTABLE NUMBERS, WITH AN APPLICATION TO THE ENTSCHEIDUNGSPROBLEM
[3] Jain, A. K., Jianchang Mao, & Mohiuddin, K. M. (1996). Artificial neural networks: a tutorial. Computer, 29(3), 31–44.
[4] Chen, M., Mao, S., & Liu, Y. (2014). Big Data: A Survey. Mobile Networks and Applications, 19(2), 171–209.
[5] How companies learn your secrets, Charles Duhigg, 2012. New York Times
[6] Hamet, P., & Tremblay, J. (2017). Artificial intelligence in medicine. Metabolism, 69, S36–S40.
[7] Lê Nguyên Hoang. (2018). L’intelligence artificielle et le machine learning. Playlist YouTube
[8] David Louapre. (2019). https://sciencetonnante.wordpress.com/2019/01/23/ia-creativite/
[9] https://deepmind.com/blog/alphastar-mastering-real-time-strategy-game-starcraft-ii/

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement – Guilhem Velvé Casquillas

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TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir – Guilhem Velvé Casquillas

Transcription de la vidéo :

Le Bangladesh, 47e pays le plus pauvre au monde. Épidémies de choléra, de diphtérie, de tuberculose…

À votre avis, qu’est-ce qui tue le plus aujourd’hui au Bangladesh ? Les épidémies, la malnutrition, la violence ? Eh bien non, ce qui tue de plus aujourd’hui au Bangladesh c’est le vieillissement, et plus particulièrement toutes les maladies qui en découlent comme une  bonne partie des cancers et des infarctus.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Chaque seconde compte

Alors je vous pose pas la question pour la Suisse, c’est pareil sur presque toute la planète, chaque seconde 2 personnes meurent d’une maladie liée au vieillissement. La manière la plus simple de voir le vieillissement cette le voir comme un programme génétique d’autodestruction présent chacun d’entre vous dont on commence à voir les effets vers 20 ans et qui double vos chances de mourir dans l’année tous les 7 ans. Je sais, c’est pas feng shui mais c’est comme ça.

La bonne nouvelle c’est que lorsque vous avez 20 ans et que le vieillissement n’a pas encore d’effets sur votre mortalité, vous avez une chance sur mille de mourir dans l’année ce qui veut dire qu’en l’absence de vieillissement l’espérance de vie moyenne en bonne santé d’un Français moyen serait de mille ans. Et du coup, la deuxième question se pose : qu’est-ce qu’on peut faire contre ça ?

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Identifier, traiter, mesurer

Eh bien c’est simple : quatre étapes. 1 identifier les causes fondamentales du vieillissement. 2 essayer de les traiter 3 mesurer le résultat de ces traitements 4 recommencer, et si possible faire le plus vite possible, c’est-à-dire ne pas attendre 70 ans entre deux mesures. Donc facile : identifier, traiter mesurer et recommencer encore et encore. Un poisson rouge pourrait y arriver. Alors ça a l’air simple, et vous allez voir on n’est pas aidés.

Et pourtant il y a du budget. Parce que vous imaginez bien qu’on se donne les moyens au niveau mondial d’arrêter un truc qui tue 2 personnes par seconde, en l’occurrence 200 milliards d’euros par an. 25 euros par an et par personne. Non, je plaisante. Ça, c’est le budget investi par les entreprises de télécommunications chaque année pour passer la 4G à la 5G, pour avoir des vidéos plus précises sur votre smartphone. Le budget gouvernemental au niveau mondial pour lutter contre le vieillissement, c’est 200 millions d’euros par an. 1000x moins que pour passer de la 4G à la 5G. Je vous l’avais dit on n’est pas aidés.

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TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Plus rapide que jamais

Mais ceci dit, même malgré ses budgets, la lutte contre le vieillissement avance plus vite que jamais beaucoup plus vite en fait, principalement parce que la révolution en cours dans le domaine des biotechnologies nous donne pour la première fois dans l’histoire de l’humanité de sérieux espoirs d’arriver à ralentir et voire même stopper et le vieillissement humain d’ici la fin du siècle. Et en particulier 3 technologies dont j’ai longtemps parlé dans un autre TED donc je vais pas m’appesantir ici pourraient nous permettre de ralentir fortement le vieillissement humain dans les 2 décennies à venir.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Les 3 technologies

La première de ces technologies, c’est le big data génétique, qui nous a donné la possibilité de séquencer, c’est-à-dire de lire le génome de millions d’individus et qui nous permettra avec une intelligence artificielle adéquate, de faire le lien entre chaque gène, chaque maladie, et l’espérance de vie de chaque personne.

La 2e technologie, c’est les thérapies géniques, un domaine qui avance très vite ces vingt dernières années et qui nous permet d’éditer de plus en plus finement le génome d’une personne c’est-à-dire de le modifier.

Et 3, des avancées phénoménales dans le domaine des cellules souches, par exemple aujourd’hui on peut prendre les cellules de peau d’une personne et reproduire les cellules de base de n’importe lequel de ses organes. Alors ça va être pratique pour réparer des organes défaillants par exemple, mais surtout ça va nous permettre de tester tous les traitements expérimentaux contre le vieillissement, non pas comme avant sur des animaux ou des êtres humains, mais directement sur une version miniature de vos organes.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : C’est bien d’avoir des outils, mais…

Alors vous allez me dire avoir des outils pour développer des nouveaux traitements c’est bien, mais être capable de mesurer pour voir si ces traitements fonctionnent c’est quand même beaucoup mieux, et en l’occurrence nous manquons terriblement de données médicales. On ne sait même pas quoi mesurer pour identifier rapidement et précisément si un traitement contre le vieillissement fonctionne.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Mesurer, améliorer, homologuer !

Alors vous allez me dire, pourquoi ? Eh bien tout simplement pour une raison administrative, le vieillissement n’est pas considéré comme une maladie et donc on n’a pas le droit de faire de tests cliniques dessus et pas de tests cliniques, pas de données médicales de qualité et pas de traitement homologué non plus d’ailleurs. Je vous l’avais dit, on n’est pas aidés. Et pourtant c’est important d’être capable de mesurer si un traitement contre le vieillissement fonctionne pour pouvoir l’améliorer déjà et surtout pour pouvoir l’homologuer parce qu’avancer en aveugle, ça mène pas très loin. Je sais pas si vous avez déjà essayé un jour de faire le tour du monde à pied eh ben c’est pas facile. Mais essayez donc de le faire les yeux fermés… Eh bien on est à peu près dans cette situation concernant la lutte contre le vieillissement humain, enfin presque.

On a quoi comme données sous la main ? On a quelques études longitudinales, c’est-à-dire menées sur des dizaines d’années, à vocation de médecine générale comme l’étude Dunedin, où des chercheurs ont mesuré le plus précisément possible l’état de santé de plusieurs milliers de personnes qui vivaient dans la petite ville de Dunedin ; ils l’ont fait pendant des dizaines d’années. Alors ça ça nous aura appris énormément par exemple, ça peut vous servir, qu’après 30 ans, eh ben avoir un petit peu d’embonpoint la petite bouée dont on parle, ça porte malheur en termes d’espérance de vie, mais alors, vraiment malheur.

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TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Pas besoin de se faire des cheveux blancs

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Et ceci dit même si on a beaucoup appris maintenant on a fait le tour et relancer une étude longitudinale, eh bien malheureusement ça prend des dizaines d’années. On a également quelques publications scientifiques qui nous ont montré qu’il existait des ensembles de biomarqueurs qui semblaient varier avec le vieillissement chez les animaux et depuis une petite dizaine d’années chez les êtres humains. Alors des biomarqueurs c’est tout ce qu’on peut mesurer dans un organisme, par exemple votre taille, le poids, le cholestérol, la glycémie sont tous des biomarqueurs. Alors on a été très contents découvrir tout ça par contre on s’est aperçu que pris indépendamment tous ces biomarqueurs qu’ils soient morphologiques, génétiques, épigénétiques, ne nous donnent pas trop le même âge. Ça, c’est pas pratique et en plus ils n’avancent pas à la même vitesse chez la même personne.

En rentrant dans le détail, qu’est-ce qu’on a aujourd’hui comme méthodes lorsqu’on veut mesurer son propre vieillissement ? On a ce qu’on appelle la méthode morphologique, alors vous la connaissez tous, on se regarde dans un miroir comme ça et qu’on regarde nos rides, ce qui est un très bon indicateur de vieillissement de notre peau. Ou sinon on peut regarder nos cheveux blancs, par exemple qui est un très bon indicateur également du vieillissement des cellules souches du follicule pileux. Ça paraît bancal, et ça l’est souvent, donc si vous avez beaucoup d’argent vous pouvez aussi aller dans une clinique spécialisée où on viendra mesurer le vieillissement de la fonction de chacun de vos organes.

Grosso modo par exemple on va vous dire, fermez les yeux, tenez-vous sur un pied, ce qu’on un test monopodal, et ça ça va mesurer des glissements de vos fonctions neuromotrices. On va faire mesurer la réalité de vos artères, faire une VO de masse, gérer votre glycémie pour regarder dans quel état et votre pancréas. Vous voyez l’idée.

Et enfin si vous avez accès à un laboratoire particulièrement pointu dans le domaine de la lutte contre le vieillissement alors là vous aurez accès à des méthodes de mesure beaucoup plus proches des causes fondamentales du vieillissement humain. Alors ça paraît barbare, mais vous pourrez mesurer la vitesse de votre horloge de Horvath, pour mesurer votre vieillissement épigénétique, vous mesurez l’attrition de vos télomères sur les cellules d’intérêt… Je vais pas rentrer dans le détail en tous les cas ça reste assez select, je vous le cache pas, disons que vous avez à peu près autant de chances d’avoir accès à ce type de métrologie dans laboratoire en bas de chez vous que d’être invité à une crémaillère sur la station spatiale internationale. Croyez-moi.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Des mesures qui diffèrent

Dans tous les cas vous en faites pas parce que comme je vous disais auparavant tous ces ensembles de biomarqueurs pris séparément soit morphologiques et génétiques, tout ce qu’on veut, ne nous donnent pas le même âge, n’avancent pas à la même vitesse. Et pourquoi ? Eh bien parce que nous vieillissons de plusieurs manières différentes. Depuis une petite trentaine d’années la communauté scientifique n’a pas bougé puis a identifié neuf causes fondamentales du vieillissement chez l’être humain et chacune d’entre elles a sa propre horloge qui avance à sa propre vitesse, et c’est pour ça que toutes nos méthodes de mesure du vieillissement ne donnent pas le même âge : face à elles sont probablement corrélées à une ou plusieurs causes différentes du vieillissement. Or, je vous disais ce qui serait bien pour faire avancer la recherche de nouveaux traitements contre le vieillissement, c’est d’être capable de mesurer assez précisément et quasiment en temps réel le vieillissement de quelqu’un. Et pour réussir à faire ça le plus simple c’est d’identifier et mesurer tous les biomarqueurs au niveau moléculaire et cellulaire directement liés à chacune des neuf causes du vieillissement. Et c’est important de mesurer les choses au niveau cellulaire et non pas au niveau de l’organe comme on le fait aujourd’hui. Si on prend la maladie d’Alzheimer, les premiers symptômes au niveau du cerveau en termes de démence apparaissent des années après des problèmes les premiers problèmes cellulaires.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Des montagnes de données médicales

Et du coup, pour identifier ces ensembles de biomarqueurs liés aux neuf causes du vieillissement, on a besoin de quoi ? Eh bien on a besoin juste d’une seule chose. De montagnes de données médicales à l’échelle de populations entières pour pouvoir faire des corrélations entre l’âge des gens, leur état de santé, et tous les biomarqueurs qu’on arrive à mesurer chez eux. Pour en mesurer des palanquées. La bonne nouvelle, parce qu’il y a quand même des bonnes nouvelles aujourd’hui, en fait y’en a plein temps, mais bon j’ai pas le temps d’en parler, la bonne nouvelle c’est que certaines entreprises comme Google ou certains pays comme l’Estonie pays très en avance, ont lancé des initiatives pour collecter et organiser les données médicales à l’échelle de populations entières.

Alors malheureusement pour nous ces démarches ont plus tôt des vocations de médecine générale et pas spécifiquement liées au vieillissement, mais ça va vraiment dans le bon sens c’est la première fois que ça arrive dans l’histoire de l’humanité. Et ceci dit même avec ces données je vais être transparent avec vous, ça va rester coton d’arrêter ou voir même de ralentir fortement vieillissement humain dans les décennies à venir. Et on oublie souvent au cours du 20e siècle lorsqu’on avait réellement une volonté politique de faire les choses certaines choses qui paraissent est presque impossibles à leur époque ont été réalisées en moins d’une décennie.

Je vous donner l’exemple par exemple de Kennedy. Il s’est écoulé moins de 7 ans entre le moment où John Fitzgerald Kennedy a déclaré qu’il voulait envoyer un Américain sur la Lune, et le premier pas de Neil Armstrong là-haut. Identiquement, il s’est écoulé moins de six ans entre les premières recherches sur la bombe atomique et le premier essai nucléaire. Vous remarquerez au passage comme d’habitude, quand c’est pour se foutre sur la gueule, y’a du monde. Par contre en ce qui nous concerne, c’est un peu plus compliqué. Mais bon, revenons à nos moutons. Comme je vous disais, toutes ces démarches de collecte de données faites par Google, l’Estonie, et bien d’autres acteurs n’ont pas vocation à accélérer les recherches anti-vieillissement. Et du coup, plutôt que rester les bras croisés comme ça avec mes collègues en parallèle de nos autres recherches, on a décidé de lancer une initiative de collecte de données médicales spécifiquement pour accélérer la recherche contre le vieillissement.

TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Estimez votre espérance de vie

Alors qu’est-ce qu’on a fait ? Eh ben on propose une application gratuite qui mesure l’espérance de vie des gens, qui l’estime, plus exactement. Les gens auront choix de rentrer par exemple leurs données morphologiques, génétiques, épigénétiques, biochimiques, tous les traitements qu’ils prennent contre le vieillissement, s’ils en prennent, et en retour ils auront une estimation plus ou moins précise selon ce qu’ils ont rentré de leur espérance de vie, et surtout dans leur cas précis comment l’améliorer.

Alors pourquoi les gens feraient ça ? Principalement parce que mesurer, connaître son espérance de vie et savoir ce qui dérape, ça permet de le corriger, ça permet justement d’augmenter son espérance de vie en bonne santé.

Et à nous en tant que chercheurs ça va nous servir à quoi ? Ben là comme ça à part avoir le plaisir d’augmenter l’espérance de vie de nos utilisateurs ce qui est déjà un grand plaisir, ça va nous servir à rien. Par contre y aurait une petite case que les gens pourront cocher et qui nous autorisera à utiliser de manière anonyme toutes les données médicales qu’ils rentrent dans l’application pour accélérer la recherche contre le vieillissement.

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TEDxUGAlpes Transhumanisme: Mesurer le vieillissement, mieux le ralentir : Les buts

Vous allez dire, mais qu’est-ce qu’on va faire de ça ? Eh bien comme disait mon collègue Christophe Pannetier, ça va nous permettre de reconstruire des cohortes cliniques homogènes à très faible variance. Pic de bonheur comme ça je vous raconte pas ; ça veut dire quoi, ça veut dire qu’on va pouvoir reconstituer des cohortes de gens ayant des caractéristiques similaires et un seul détail qui change, par exemple 1000 personnes de 50 ans, certains prenant du resvératrol, une molécule assez connue comme supplément contre le vieillissement, et d’autres non.

Ça va nous permettre de voir éventuellement qu’effectivement à 50 ans c’est une très bonne idée de prendre 500 mg de resvératrol par jour, mais que par contre lorsqu’on a telle ou telle mutation génétique ça devient une très mauvaise idée. Donc ça nous permettra d’une part de donner les meilleurs conseils aux gens qui utilisent l’application, c’est déjà ça, mais surtout ça va nous permettre d’envoyer tous nos résultats d’études à tous les laboratoires de recherche qui travaillent pour élaborer des nouveaux traitements contre le vieillissement, et du coup cette fois-ci ils pourront le faire en connaissance de cause.

Le problème c’est qu’on n’hésite quand même à la sortir tout de suite parce que avec ces choses-là on est vite hors la loi et ça va pas vraiment faire avancer ma cause si je passe vingt ans en prison, donc on a mis nos avocats dessus, ils travaillent, c’est très bien, en parallèle on améliore nos algos, il faut vous le dire ça fait jamais de mal c’est presque sans fin ces améliorations d’algorithmes.

Et peut-être vous allez me demander pourquoi est-ce qu’on fait ça ? Eh bien tout simplement pour faire en sorte le but de Long Long Life devienne une réalité, et notre but il est simple : c’est donner le choix, donner le choix le plus rapidement possible à chaque être humain entre vieillir et ne pas vieillir, faire en sorte que chacun puisse décider de vivre aussi longtemps qu’il le souhaite en bonne santé.

Pourquoi on va faire ça ? Juste parce que ça nous paraît mille fois plus important que de passer de la 4G à la 5G !

Voilà, j’ai fini ma petite conférence, j’espère que vous avez passé un bon moment, au moins que vous avez appris quelque chose, je vous laisse y réfléchir, on en reparle dans 300 ans.

Merci.

Dr Guilhem Velvé Casquillas

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Physics PhD, CEO NBIC Valley, CEO Long Long Life, CEO Elvesys Microfluidic Innovation Center

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Docteur en physique, CEO NBIC Valley, CEO Long Long Life, CEO Elvesys Microfluidic Innovation Center

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Arte – Ad Vitam, transhumanisme, immortalité : et si c’était possible ?

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Série Arte – Ad Vitam, transhumanisme, immortalité : et si c’était possible ?

Un monde où l’immortalité est possible : c’est le décor transhumaniste de la série Ad Vitam, sur Arte. Réalisée par Thomas Cailley et portée par Yvan Attal et Garance Marillier, ses 6 épisodes ont été diffusés en France sur la chaîne Arte, et en streaming sur le site d’Arte fin 2018.

La série nous fait suivre une enquête policière ; dans un monde où la mort a presque disparu, on retrouve une poignée d’adolescents suicidés. L’acte révolte, angoisse, et on assigne à l’enquête Darius, inspecteur de 119 ans chargé d’investiguer un épisode similaire survenu dix ans plus tôt. Pour retrouver les terroristes derrière ces suicides, il fera sortir de son internement Christa, 24 ans, rescapée du suicide collectif sur lequel il a enquêté.

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Ad Vitam sur Arte : une société sans vieillesse

Vous vous attendez à une série sur l’immortalité qui parle de la vie ? Nous sommes ici dans la dystopie ; pour composer l’histoire, on part d’éléments scientifiques (la possibilité d’anéantir le vieillissement, sérieusement envisagée par le transhumanisme actuel) pour en tirer une fiction qui va en explorer les limites.

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Ainsi, plutôt que de parler de vie, Ad Vitam nous parle de mort, et son traitement fait écho à ce que la mort est devenue dans nos sociétés où l’espérance de vie moyenne est de 80 ans : nous y sommes de moins en moins confrontés au quotidien. Dans la série, cela s’étend également à la fragilité et à la faiblesse — les personnages peuvent se plonger dans un bain régénérant pour retrouver la santé de leurs 30 ans à l’envi. Plus de vieillesse, plus de maladies, reste à présent à explorer la réaction de l’humanité à ce nouvel état de fait.

Car si dans la science-fiction, la science est bien prétexte à la fiction, dans Ad Vitam c’est pour nous parler du sens de l’existence. Ainsi, tout dans l’univers de la série tourne autour de cette régénération qui pourtant a été mise en place un siècle auparavant et dont la place centrale dans la vie de la société n’a rien à envier à celle des vaccins ou des antibiotiques.

Ad Vitam sur Arte : le décor transhumaniste

Puisqu’il s’agit d’une fiction, elle s’applique à romancer l’intrigue, plutôt qu’à explorer les interactions entre des sujets interdépendants. Le décor de la série effleure à peine la question de l’écologie, de l’économie et de la politique dans un monde où chacun peut rester jeune. Le pays, qui n’est pas nommé, semble avoir fermé ses frontières, tous les citoyens vivent dans un certain confort matériel, et la question de la surpopulation ne survient que lorsqu’il s’agit de contrôler les naissances et partager le territoire — on rase d’ailleurs les cimetières, et quelques rares îlots inhabités sont en passe de disparaître.

Ces incohérences assimilables à des raccourcis de scénario permettent de se concentrer sur la question centrale qui sous-tend la série : qu’est-ce qu’une vie sans la mort ?

Ad vitam sur Arte : immortalité… ou amortalité ?

L’immortalité n’est pas à confondre avec l’amortalité, on meurt toujours et notamment d’accident, mais l’existence de ce choix clive la société en deux : d’un côté, ceux qui ont recours à la régénération et peuvent vivre tant qu’ils le souhaitent, au point d’oublier que cela pourrait s’arrêter ; les couloirs du commissariat sont hantés par un homme, ange de la mort, dont le métier est d’annoncer les décès à des proches qui peinent à en concevoir l’idée.

De l’autre côté, une frange rebelle de la société qui ne veut pas (ou ne peut pas, notamment à cause d’une trop mauvaise santé pendant leurs jeunes années) avoir recours à la régénération. Ces gens fascinent, ils vieillissement, ils répugnent. Ils s’accompagnent à l’heure de leur mort, et célèbrent les décès avec de grandes fêtes. Ils forment une secte, car vieillir n’est plus socialement acceptable.

https://www.youtube.com/watch?v=VgDaNp3sqtc
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Personne ne comprend qu’ils puissent choisir la vieillesse et ses maux, si bien qu’ils sont les premiers suspects de l’enquête antiterroriste qui cherche à mettre fin aux suicides de jeunes. On peut regretter un traitement manichéen de ces personnages, qui célèbrent la vie et sont pour cela les parias de la société, et que le scénario s’applique à nous rendre sympathiques. Cela suffit-il pour s’identifier à eux ?

Ad Vitam sur Arte : quelle place pour la jeunesse en l’absence de vieillesse ?

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Ce que la série aime explorer, c’est la place des jeunes dans une société où on ne vieillit pas, car les jeunes, eux, grandissent. On a repoussé à 30 ans l’âge de la majorité, car c’est l’âge auquel le corps devient assez mature pour supporter le processus de régénération. Cependant, cette jeunesse traditionnellement contestataire est pleine de rancœur d’être encore qualifiée d’immature, de « mineure » pendant ce qui lui semble être une éternité, et plus le temps passe, plus le fossé se creuse entre des régénérés de plus d’un siècle et une jeunesse bouillonnante dont la perspective est radicalement opposée à celle des anciens. Les adultes s’éloignent de ces éternels enfants qu’ils ne comprennent plus, tandis que les jeunes rechignent à rejoindre les rangs d’une société qui ne veut pas d’eux. On peut y lire ici aussi, sans trop de subtilité, la cristallisation d’un problème qui touche déjà nos sociétés mais que la série se borne à observer, exploiter, plutôt qu’à résoudre.

 

Ainsi, la question essentielle demeure : vivre, qu’est-ce que c’est ? Comment vit-on sans date de péremption pour donner de la valeur à notre existence ? Dans Ad Vitam, les personnages enchaînent ainsi plusieurs métiers, plusieurs mariages, plusieurs vies, à l’aide notamment de coachs de reconversion. La plupart semblent éteints. Soit ils se sont accommodés d’une existence répétitive, soit ils sont en quête de sens, un sens qu’ils recherchent parfois à travers la parentalité, avec des résultats mitigés.

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Ad Vitam et les problématiques de l’immortalité

Les fictions d’anticipation nous mettent face aux problématiques potentielles du futur. Elles nous permettent de mieux nous y préparer. Plutôt que de regarder ces fictions comme des prophéties, on peut y voir des opportunités de réflexion pour développer les meilleurs systèmes possible.

Immortalité et surpopulation

C’est notamment le cas pour la question de la surpopulation. Si cet écueil nous vient à l’esprit en premier, c’est parce que ce défi n’est plus situé dans notre avenir lointain : il fait partie intégrante de notre présent depuis plusieurs décennies. La durée de vie moyenne a augmenté lors du XXe siècle à travers le globe, et nos sociétés sont confrontées à des problématiques de surpopulation. En étudiant la pyramide des âges dans les différents pays du globe, on constate cependant un phénomène d’autorégulation : les populations en meilleure santé, celles qui vivent plus longtemps, font moins d’enfants, pour des raisons que l’on peut supposer socioculturelles (de plus longues études, un meilleur accès à la contraception et à l’information de santé, moins besoin de se reposer sur l’assistance financière de ses enfants une fois la retraite arrivée…)

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Aujourd’hui, un écart demeure entre les pays développés et les pays en voie de développement, mais tout porte à penser qu’une fois industrialisés, les pays qui actuellement rattrapent l’Occident (comme désormais bientôt l’Inde) en termes de technologie adopteront les mêmes pratiques sociétales, ce qui aboutirait à une baisse généralisée des naissances et pourrait permettre de réguler la population.

Immortalité et végétarisme

Ce phénomène a déjà été observé en Europe avec la consommation de viande. La viande, autrefois très rare à la table des gens du peuple, est devenue un signe extérieur de richesse et pilier de notre alimentation depuis le début de l’ère industrielle. Pourtant, face aux enjeux écologiques posés par l’élevage intensif et à l’évolution des modes de vie (on a moins besoin d’apports rapides en protéines animales quand on passe sa journée assis dans un bureau), les sociétés européennes évoluent graduellement en direction d’une alimentation plus pauvre en produits d’origine animale, et se tournent vers des alternatives : en bref, nous adaptons nos modes de vie à nos sociétés.

Car avec l’allongement de la vie en bonne santé, pour maintenir l’équilibre de la société, tout l’enjeu repose dans l’adaptation des habitudes de vie de chacun afin de garantir une société stable et solide.

Immortalité, économie et travail

Une vie radicalement plus longue pour toute la population imposerait donc de repenser en partie l’organisation de nos sociétés. Ce serait le cas de l’organisation du travail : quel prix accorde-t-on à une vie ?

Est-ce qu’elle a davantage de valeur parce qu’elle est plus longue et qu’on cherche à moins la gaspiller, à davantage en profiter ? Ou serions-nous prêts à accepter des temps de servitude plus longs comme c’est aujourd’hui le cas, avec le recul de l’âge de la retraite — et si on reste en bonne santé, quand prend-on le temps de vivre plutôt que de travailler ?

Pour ceux qui se réalisent dans leur travail, c’est également la possibilité de continuer à s’y perfectionner, et ainsi, les éléments les plus brillants de la société pourraient continuer à lui faire profiter de leurs découvertes, leurs inventions, de leur art.

Adapterait-on le temps de travail afin de profiter de sa vie ? Utiliserait-on la technologie qui sera alors à notre disposition pour se décharger des tâches ingrates, et créer une valeur et du temps que chacun pourra ensuite réinvestir afin de s’épanouir dans la longue vie qui l’attend ?

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Immortalité et écologie

Quid également de la transition écologique ? Avec le dérèglement climatique avéré que nous vivons, une espérance de vie plus longue pourrait faire prendre conscience des défis environnementaux qui attendent l’humanité à ceux qui ne se sentent pas concernés par la question ; peut-être verrait-on un plus grand enthousiasme pour prendre soin des ressources qui permettent à l’humanité d’exister.

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Ad Vitam sur Arte, une bonne série française

Ces changements ne se produiront pas d’un coup sec ; comme pour la baisse de natalité des pays riches, ils seront graduels, et ce sera à la société entière de trancher.

Il est dommage que Ad Vitam ne fasse qu’effleurer ces questions ; avec son univers séduisant et son très bon casting, cette série avait le potentiel d’explorer en profondeur la question de l’allongement de la durée de vie et de ses impacts concrets sur la société. Elle demeure une œuvre de science-fiction, une dystopie qui ne verse ni dans l’anticipation ni dans le potentiel docu-fiction.

Pour autant, son atmosphère saisissante vaut le détour, et en attendant le futur où nous aurons enfin la possibilité de vivre aussi longtemps qu’on le souhaitera, Ad Vitam reste une bonne série française à binger les soirs d’hiver.

Julie Cavallasca

JULIE-CAVALLASCA-long long life longevity

Translation

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Communication & content manager, video producer/director for Long Long Life
Specialized scientific and technical translator for Elvesys and Long Long Life. She graduated with an EMT M.A. in Language Industry and Specialized Translation from Paris 7 University.

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Responsable de communication et de contenus, chargée de production vidéo pour Long Long Life.
Traductrice scientifique et technique spécialisée pour Elvesys et Long Long Life. Elle détient un master 2 « Industrie de la langue et traduction spécialisée » de l’Université Paris 7 Diderot.

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Dr Guilhem Velvé Casquillas

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Partie 3 : Cancer et vieillissement : le corps entre en guerre contre lui même

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Le cancer est l’une des maladies du vieillissement les plus emblématiques dans les pays développés. L’espérance de vie ayant considérablement augmenté au cours du siècle dernier, il est devenu une des causes de décès majoritaires aujourd’hui. En effet, son incidence est aujourd’hui élevée (près de 400 000 nouveaux cas diagnostiqués en France en 2017) et touche principalement les personnes âgées (âge médian lors du diagnostic: 67 ans) [1].

Le cancer lié au vieillissement : qu’est-ce que c’est?

Cette partie a pour but d’expliquer de la manière la plus complète possible comment fonctionne le cancer. Nous allons voir que la tumeur cancéreuse est un élément bien plus complexe que le simple amas de cellules aberrantes responsable du dysfonctionnement de notre corps. Dans leur revue Hallmarks of Cancer: The Next Generation [2], les docteurs Hanahan et Weinberg décrivent les 10 caractéristiques principales du cancer.

  1. Maintenir les signaux de prolifération des cellules tumorales
  2. Ignorer toute indication pouvant freiner la croissance tumorale
  3. Résister à la mort cellulaire
  4. Permettre des divisions cellulaires infinies
  5. Se doter de nombreux vaisseaux sanguins
  6. Obtenir la possibilité d’envahir le reste du corps
  7. Favoriser l’instabilité de son génome et ses mutations
  8. Encourager l’inflammation
  9. S’adapter à un métabolisme particulier
  10. Se dissimuler du système immunitaire

Nous allons ici détailler chacun de ces points et nous nous en servirons pour comprendre pourquoi le cancer est une maladie liée au vieillissement.

1) Le cancer veut maintenir des signaux pour proliférer à tout prix

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Un des aspects principaux, et des plus connus, de la tumeur cancéreuse est d’être composée de cellules proliférant de manière chronique, en apparence non-contrôlée. En effet, dans un tissu normal, sain, la division cellulaire est extrêmement régulée. Celle-ci ne survient que lorsque des facteurs de croissance sont relâchés, pour maintenir la fonction d’un tissu donné. La tumeur est, elle, caractérisée par une activation constante de ces signaux de prolifération dont elle dépend pour grandir.

Pour s’évader de ce système de contrôle, la tumeur possède plusieurs moyens. Le premier, le plus évident, est le suivant: elle produit ses propres facteurs de croissance [3]! Plus surprenant encore, elle peut même forcer les tissus sains environnants à les produire pour elle tout en grandissant à leurs dépens, comme le ferait un parasite [4]. Le système de contrôle de prolifération est alors battu par ses propres règles.

Une des caractéristiques principales des cellules cancéreuses est leur nombre important de mutations et modifications génomiques. Celles-ci peuvent également être responsables de l’évasion des cellules cancéreuses au contrôle de leur prolifération. En accumulant des mutations sur des gènes précis, servant soit à activer la prolifération en cas de réception de facteur de croissance [5] ou à l’empêcher en leur absence [6], la tumeur peut continuer à grandir en permanence. Comme un interrupteur bloqué sur le mode ON, elle devient libre de toute forme de contrôle extérieur.

2) Le cancer veut ignorer tous les messages d’alerte pouvant gêner sa croissance

En cas de problème, le corps dispose de nombreux signaux pour empêcher la croissance en attendant que la situation s’améliore. Néanmoins, la tumeur apprend à les ignorer. Voyons comment.

Tout d’abord, la cellule cancéreuse apprend à ne pas « écouter » ses protéines d’alerte. Les deux principales protéines d’alertes sont RB et p53. Lorsque la tumeur grandit, elle affecte grandement l’état de son environnement, et RB sert d’intégrateur pour cette information [7]. p53 sert, elle, à mesurer les dégâts qui s’accumulent à l’intérieur de la cellule, qui sont alors nombreux en cas de prolifération incontrôlée. Ces deux protéines figurent parmi les plus fréquemment mutées en cas de cancer, permettant ainsi aux tumeurs associées de grandir coûte que coûte [2].

D’autres systèmes existent pour empêcher un tissu de grandir, particulièrement s’il empiète sur l’espace de ses voisins. De nombreuses protéines de surface permettent aux cellules d’adhérer les unes aux autres. Elles forment ainsi une sorte de « velcro moléculaire » qui va recruter d’autres protéines qui vont, à leur tour, envoyer un signal empêchant les cellules de se diviser, pour éviter une surpopulation dans un espace qui ne peut pas accueillir plus de cellules. Les cellules cancéreuses ont la capacité d’ignorer totalement ces signaux et de continuer à proliférer malgré le manque d’espace [8].

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Cependant, le corps possède un autre outil permettant de bloquer la croissance s’il en a besoin. Une classe de molécules de signalisation, les TGF-β, est sécrétée par les tissus environnants pour arrêter la croissance. Là encore, la tumeur apprend à faire la sourde oreille. Pis, elle peut remodeler les effets que les TGF-β ont sur elle [9]. Non seulement ils ne l’empêchent pas de grandir, mais ils l’aident alors à réaliser une étape clé de son évolution que nous verrons plus tard: la métastase.

3) Le cancer veut se créer une immortalité artificielle pour résister à la mort cellulaire

Non contentes de proliférer sans restriction, les cellules cancéreuses sont également très dures à détruire. Elles sont en effet rendues nettement moins sensibles au phénomène de mort cellulaire classique: l’apoptose [10].

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Nous avons abordé précédemment le rôle de la protéine p53 dans l’arrêt de la prolifération en cas de dommages internes. Cependant, si les dommages sont trop importants, p53 est alors un des médiateurs principaux de l’apoptose, le processus de suicide cellulaire. Les cellules tumorales étant très actives, elles sont soumises à de nombreuses sources de stress cellulaire entraînant l’accumulation de dommages. Contrairement aux cellules saines, en revanche, elles vont être beaucoup moins sensibles aux mécanismes qu’utilise p53 pour provoquer leur suicide, devenant virtuellement « immortelle » [11].

La cellule cancéreuse n’est cependant pas plus résistante qu’une autre aux dommages, elle fait juste mine de ne pas s’en rendre compte. En laissant ainsi les dommages s’accumuler, la cellule peut finir par dysfonctionner complètement. Elle finit alors par mourir de manière « involontaire »: c’est la nécrose. Hélas, ce phénomène a une triste conséquence: le relâchement de facteurs de croissance. Ainsi, si par accident une cellule cancéreuse vient à mourir, elle stimule ses voisines à proliférer encore plus [12]!

4) Le cancer veut pouvoir proliférer à l’infini

Nous vous l’expliquions dans notre dossier sur les télomères et le vieillissement: lorsqu’une cellule se divise, les extrémités de ses chromosomes (nommées télomères) rétrécissent. Lorsque les télomères sont intégralement détruits, les cellules entrent normalement en apoptose ou en sénescence (elles arrêtent de se diviser) [2]. En conditions normales, il est donc impossible de pouvoir proliférer à l’infini. Alors comment font les tumeurs ?

Pour empêcher les télomères de rétrécir, les cellules tumorales utilisent une enzyme: la télomérase. Celle-ci n’est normalement exprimée que dans nos cellules souches à l’âge adulte. Elle permet aux télomères de se régénérer entre les divisions cellulaires. Ainsi, les cellules souches peuvent assurer leur rôle indispensable durant toute notre vie. Récupéré par le cancer, cet outil salvateur se retourne contre nous et permet aux cellules cancéreuses de se répliquer à l’infini [13]. Plus encore, il semblerait que la télomérase n’ait pas que ce rôle de réparation, elle permettrait également d’amplifier les signaux de croissance permettant ainsi à la tumeur de grandir encore plus vite [14]!

Néanmoins, il a été montré que l’absence de télomères pouvait aussi promouvoir le cancer. Il se peut en effet que deux chromosomes sans télomères fusionnent. Ces « collages » de chromosomes peuvent avoir un effet analogue à certaines mutations et favoriser l’expansion de la tumeur [15]. Ainsi, avec ou sans télomérase, la tumeur s’adapte.

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5) Le cancer veut s’approvisionner via de nombreux vaisseaux

Comme tout type de tissus, pour grandir et survivre, la tumeur a besoin d’être approvisionnée en oxygène et en nutriments [16]. Pour cela, les cellules du cancer ont besoin de vaisseaux sanguins qui puissent les irriguer. Dans ce but, elles vont sécréter un facteur de croissance appelé VEGF, qui fonctionne comme un aimant à cellules vasculaires et va encourager la formation de nouveaux vaisseaux [17]. C’est le processus qu’on appelle l’angiogenèse.

Il a été montré que cette formation de vaisseaux, la néovascularisation, arrive très tôt dans la formation de la tumeur. En plus de certaines voies de prolifération favorisant la synthèse de VEGF, certaines cellules cancéreuses vont devenir hypoxiques car elles ne reçoivent pas assez d’oxygène. La réponse normale à l’hypoxie comprend une importante sécrétion de VEGF [18]. Ainsi la tumeur, dès sa formation, a tous les outils pour se doter d’un important approvisionnement en nutriments grâce à la sécrétion de VEGF et la formation de nouveaux vaisseaux, dont la croissance est parfois anarchique [19].

6) Métastases: le cancer envahit le reste du corps

Les aspects que nous avons vus jusqu’ici décrivent la formation et la croissance d’une tumeur à un endroit donné. Hélas, la tumeur peut, par le processus de métastase, envahir le reste de l’organisme. Nous avons vu précédemment que les cellules dans un tissu sont accrochées par un « velcro moléculaire » à leur environnement. Les cellules cancéreuses n’y font pas exception. De plus, une séparation de ce velcro résulte normalement en une forme d’apoptose particulière nommée anoïkis [20]. Plus encore, les cellules tumorales ne sont pas programmées pour se déplacer à l’intérieur de la tumeur. Comment parviennent-elles donc à s’affranchir de toutes ces contraintes pour envahir notre organisme?

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Le grand départ

Après de nombreuses années de recherches, la communauté scientifique a identifié le processus majoritaire à l’origine de cette migration, « Epithelial-Mesenchymal Transition » (EMT), traduisant le passage d’un état de cellule fixe (dite épithéliale) à mobile (de type mésenchymateuse). Ce processus est observé normalement au cours de notre développement embryonnaire [21] ou lors de la cicatrisation d’une plaie [22]. Dans ces deux cas physiologiques, ce processus permet à un ensemble de cellules de migrer afin d’atteindre d’autres tissus pour y assurer leur fonction. Ce processus inclut deux grandes étapes. La première, une perte des cellules d’adhésion à l’environnement extérieur. C’est le détachement du velcro. Ceci s’associe à une répression des mécanismes qui auraient du résulter en la mort des cellules par anoïkis. La seconde, l’acquisition de ce que l’on appelle le phénotype migratoire. La cellule devient capable de digérer les protéines qui l’entourent ou de migrer dessus. Ceci lui permet de se déplacer à sa guise [23]. C’est donc en s’appropriant ce processus physiologique que les cellules cancéreuses deviennent capables de quitter la tumeur.

On pourrait penser que ce phénomène de départ de la tumeur tient plutôt du hasard, qu’il serait du à une reprogrammation aléatoire de cellules cancéreuses. Il a en effet été démontré qu’en réponse à des molécules sécrétées par la tumeur, des cellules mésenchymateuses saines [24] ou des macrophages (des cellules de notre système immunitaire) [25] pourraient inciter les cellules cancéreuses à réaliser l’EMT. Ces macrophages pourraient aussi faciliter la formation de métastases en digérant l’environnement autour de la tumeur. Ceci permettrait aux cellules cancéreuses de le quitter facilement [26].

Une installation compliquée

Une fois que la cellule cancéreuse quitte la tumeur, elle tente de s’installer autre part. Mais les choses ne sont pas si faciles. En effet, on observe généralement des myriades de micro-métastases disséminées qui n’arrivent jamais à reformer de tumeurs [27]. La raison communément admise de ce phénomène est que la cellule cancéreuse métastatique n’est pas adaptée à l’environnement qu’elle colonise. Elle peut ne pas avoir de moyen de former de nouveaux vaisseaux sanguins  [28]. Elle peut aussi souffrir d’un fort manque de nutriments ou de l’absence de facteurs de croissance [29]. Ces deux lacunes entraînent une entrée en dormance de la métastase, l’empêchant de former une nouvelle tumeur. Certaines études suggèrent ainsi que les tumeurs issues de certains tissus ne peuvent produire des métastases adaptées qu’à d’autres tissus spécifiques [27]. Il serait nécessaire que l’environnement colonisé par la métastase soit parfaitement adapté. Lorsque cela se produit, les conséquences sont alors lourdes pour le patient, chez qui les tumeurs peuvent se multiplier.

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7) Le cancer déstabilise son génome pour mieux s’adapter

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Les 6 premières caractéristiques que nous venons de citer font appel à une utilisation différente de nombreuses protéines, voire à leur modification. Pour y parvenir, la cellule cancéreuse doit pratiquer d’importantes modifications au sein même de son génome. Cela peut arriver à travers la méthylation de son ADN notamment [30]. Néanmoins, ce ne sont pas ces modifications épigénétiques qui auraient le rôle le plus important.

En effet, les cellules ont trouvé la solution pour évoluer et s’adapter plus vite: augmenter drastiquement l’apparition de mutations dans notre génome [31]. La protéine centrale dans la surveillance du génome, nous l’avons déjà mentionnée, il s’agit de p53 [32]. Son inactivation accompagnée de celle de protéines permettant de détecter, réparer ou protéger le génome se retrouve dans la plupart des tumeurs [31]. Ces inactivations sont la principale hypothèse permettant d’expliquer la capacité du cancer à se transformer et s’adapter pour former les tumeurs telles que nous les connaissons.

8) Le cancer utilise l’inflammation à son avantage

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, l’environnement inflammatoire favorise les cellules cancéreuses sur de nombreux points car il regorge de facteurs de croissance favorisant leur prolifération et leur adaptation (comme VEGF) ainsi que de facteurs de survie évitant leur entrée en apoptose. Les cellules immunitaires libèrent également des molécules capables de favoriser l’apparition de métastases, mais aussi des molécules capables d’augmenter la vitesse de mutation des cellules cancéreuses [12 et 33].

Ainsi, l’inflammation, bien qu’ayant un rôle originel de protection anti-tumorale, agit au final comme son catalyseur en favorisant son expansion.

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9) Le cancer adapte son métabolisme aux contraintes de son environnement

Le cancer a besoin de beaucoup d’énergie pour grandir. C’est d’ailleurs l’une des raisons pour laquelle il développe une vascularisation si importante. Or, celle-ci est loin d’être parfaite. Il en découle qu’une grande partie des cellules cancéreuses situées au centre de la tumeur disposent de très peu d’oxygène, pourtant indispensable au fonctionnement de leurs mitochondries. Ces organites sont capables de produire de grandes quantités d’ATP, le carburant de nos cellules via un processus qu’une partie des cellules tumorales ne peuvent donc pas accomplir par manque d’oxygène.

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Cependant, une fois de plus, le cancer s’adapte. La solution? Absorber bien plus de glucose que les cellules normales. Les cellules cancéreuses se contentent ensuite de le dégrader en pyruvate, procédé ne nécessitant pas de dioxygène, mais 18 fois moins performant que si les mitochondries étaient fonctionnelles [34]. Ce processus est d’autant plus facilité qu’il fait intervenir les voies génétiques impliquées dans la réception de facteurs de croissances ou même de manque d’oxygène [35 et 36].

Plus intéressant encore, il semblerait qu’une forme d’organisation des ressources énergétiques et de communication existe entre les cellules cancéreuses n’ayant pas accès à l’oxygène et leurs voisines mieux approvisionnées. Les cellules non oxygénées transformeraient le pyruvate qu’elles produisent en lactate, avant de le relarguer dans le milieu intercellulaire. Celui-ci serait alors capté par les cellules ayant de l’oxygène disponible. Le lactate servirait alors de carburant pour leurs mitochondries qui ont, elles, l’oxygène nécessaire à disposition [37]. Pas de gâchis !

10) Le cancer apprend à se cacher du système immunitaire

Le système immunitaire est le principal ennemi du cancer à l’intérieur du corps. En effet, chez les patients présentant des tumeurs très infiltrées par des lymphocytes, le taux de survie est beaucoup plus élevé, indiquant un rôle majeur de notre système immunitaire [38]. Les cellules tumorales doivent donc apprendre à s’en défendre et à l’éviter. Nous énumérerons les différents moyens que possèdent les tumeurs pour se protéger du système immunitaire dans notre dernière partie sur l’avancée principale de ces dernières années dans la lutte contre le cancer: les immunothérapies.

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Cancer et vieillissement

Maintenant que nous avons une idée précise de ce qu’est une tumeur cancéreuse et de son fonctionnement, une question se pose: pourquoi nous atteint-il spécialement lorsque l’on vieillit ? La plupart des caractéristiques du cancer nécessitent une altération du génome de ses cellules. Or, l’altération de l’organisation du génome est l’un des facteurs caractéristiques du vieillissement. En accumulant, avec le temps, des altérations de notre génome, nous fournissons un terreau fertile à l’apparition des tumeurs [39].

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Une autre raison probable de l’émergence des cancers avec l’âge serait aussi la baisse de l’efficacité du système immunitaire. Avec l’âge, le système immunitaire aussi vieillit et il n’atteint plus les performances qu’il aurait pu atteindre avant. Le cancer pourrait ainsi proliférer sans obstacles, menant l’augmentation du nombre de tumeur observé chez les personnes âgées [40].

Il est cependant nécessaire de remarquer qu’aucune de ces hypothèses n’a pour l’instant clairement été prouvée. En effet, certaines sont même contestées. Il a par exemple été montré que de très nombreuses cellules ayant accumulé des mutations chez les personnes âgées, mutation censées promouvoir le développement de tumeur, ne le faisaient pas [41]. Les mêmes chercheurs soutiennent également que la période où les cellules de notre corps accumulent le maximum de mutations est pendant son développement. Ainsi, les cancers devraient survenir bien plus tôt si la simple accumulation de mutations était responsable de la formation de cancers.

Vaincre le cancer lié au vieillissement: un défi bientôt relevé?

Quand le corps n’arrive plus à contenir la tumeur, les cellules cancéreuses l’envahissent jusqu’à causer son dysfonctionnement général. C’est pour cela que depuis des décennies les chercheurs et médecins s’acharnent à la recherche d’un remède à cette maladie.

Thérapies anti-cancer traditionnelles :

Les deux traitements les plus classiques, et le plus souvent couplés pour traiter le cancer, sont la chimiothérapie et la radiothérapie. La chimiothérapie est, comme son nom l’indique, un traitement à base de molécules chimiques. Celles-ci visent à endommager les cellules se divisant rapidement en interférant avec différentes étapes du cycle cellulaire (étapes que traversent la cellule lorsqu’elle se divise) [42]. Les cellules cancéreuses proliférant abondamment, celles-ci sont tout particulièrement touchées. Hélas, dans notre corps, de nombreuses cellules doivent également se diviser. La chimiothérapie ne fait pas de tri. Ainsi, la chimiothérapie provoque de forts effets secondaires. Parmi ceux-ci, on compte des pertes de cheveux, une forte diminution du nombre de cellules sanguines et un dysfonctionnement du système digestif [43].

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La radiothérapie est une approche plus ciblée. Cette technique se base sur l’utilisation de rayons X dirigés contre la tumeur. Ces rayons provoquent l’apparition de molécules chargées, hautes en énergie, qui abîment l’ADN des cellules ciblées [44]. Les cellules normales possèdent de nombreux mécanismes de réparation de leur ADN, elles sont donc capable d’y survivre. Or, les cellules cancéreuses comme nous l’avons vu ont des systèmes de réparation d’ADN déficients, elles ne résistent donc pas aux rayons X [45]. Néanmoins, la radiothérapie seule ne contribue en moyenne qu’à 40% de l’élimination totale de la tumeur [46], il est donc nécessaire de la coupler à d’autres traitements, comme la chimiothérapie ou la chirurgie.

L’utilisation de ces techniques devrait, en théorie, permettre l’élimination de l’intégralité des cellules tumorales. Alors comment expliquer le nombre de rechutes après ces traitements?

Les cellules souches du cancer : la nouvelle cible à abattre

Les cellules souches sont les cellules à l’origine de toutes les cellules de nos organes. Bien que ne participant pas directement à la fonction de ceux-ci et très peu nombreuses, leur rôle est capital. Situées dans une sous partie de l’organe appelée niche, ce sont elles qui ont la capacité de recréer de nouvelles cellules, pour le renouveler régulièrement. Sans elles, les tissus s’abîment et ne peuvent être réparés. Et si les cancers fonctionnaient de la même manière ? Cela permettrait d’expliquer les phénomènes de rechute de tumeurs après traitements, de dormance de tumeurs et de métastases observés [47].

Une cellule souche de cancer : qu’est ce que c’est?

L’idée que les cancers eux aussi reposent sur un système de cellules souches vient d’expériences de greffes de tumeurs. Il a par exemple été montré que seule une sous-partie des cellules cancéreuses dans une leucémie, un cancer du sein, du cerveau et de bien d’autres organes, était capable de recréer une nouvelle tumeur si greffée seule [47]. Ceci suggère que, comme pour les organes normaux, seules certaines cellules peuvent le recréer entièrement: des cellules souches. Ne serait-ce d’ailleurs pas là l’explication de l’échec d’implantation de la majorité des métastases, seules les cellules souches de cancer (largement minoritaires), ayant la capacité de former de nouvelles tumeurs ? Serait-elles les cellules à l’origine des rechutes après l’apparente disparition des tumeurs après traitements ?

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Cellule souche de cancer et thérapies : un nouveau challenge

Comment expliquer que les cellules souches de cancer résistent à la chimiothérapie et à la radiothérapie? La raison en serait justement leurs propriétés de cellules souches. En effet, les cellules souches possèdent plus de moyens de protéger leur génome, se divisent peu et peuvent même entrer dans un état de quiescence [48]. La chimiothérapie et la radiothérapie sont donc inutiles contre celles-ci. Après traitement, les cellules souches du cancer survivent tout autant que les cellules environnantes et n’ont plus qu’à reformer de nouvelles tumeurs.

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Alors, comment se battre contre ce type de cellules ? La première technique consiste à utiliser des médicaments les empêchant de rester des cellules souches, les forçant à devenir des cellules cancéreuses normales. Des résultats encourageants ont été obtenus avec cette technique pour traiter des leucémies [49] ou le cancer colorectal [50]. L’autre méthode est de cibler leur environnement. Pour rester une cellule souche, une cellule doit recevoir en permanence des signaux venant de ce qui l’entoure: sa niche. En interférant avec ces signaux, plusieurs études ont montré des résultats prometteurs et deux essais cliniques ont été lancés pour traiter des cancers du pancréas, du poumon et du sein [48].

Ainsi, si ces approches se révèlent être des succès, nous aurions tous les outils en main pour éliminer durablement les tumeurs.

Immunothérapie et cancer: munir notre corps d’armes plus performantes:

Le système immunitaire lutte activement contre la tumeur en formation, mais se retrouve souvent dépassé. C’est en étudiant les mécanismes d’évasion du cancer que la recherche a mis au point les immunothérapies.

Des anticorps pour préserver le système immunitaire

Pour résister à notre système immunitaire, les cellules cancéreuses peuvent essayer de le « convaincre » de ne pas l’attaquer. Par exemple, la cellule cancéreuse peut utiliser une protéine normalement exprimée en fin d’inflammation par les cellules saines: PD-L1 [51]. Lorsque les cellules immunitaires, plus particulièrement les lymphocytes, sont exposées à la protéine PD-L1, elles font ce qu’elles sont censées faire une fois le danger écarté: elles meurent [52]. Des chercheurs ont choisi de réfléchir à un moyen de bloquer physiquement ce mécanisme en utilisant des anticorps se fixant sur PD-L1 ou PD-1 (le récepteur de PD-L1, exprimé par les lymphocytes). Des essais cliniques ont prouvé l’efficacité de ces anticorps comme traitement anti-cancer et ils sont maintenant utilisés pour traiter de nombreux cancers [51].

Cependant, permettre à nos lymphocytes de survivre n’est parfois pas suffisant, il faut aussi trouver un moyen de les rendre plus agressifs contre le cancer. Un des responsables de ce manque d’agressivité est la protéine CTLA-4, exprimée par les lymphocytes eux-mêmes. Elle permet en temps normal d’éviter une sur-inflammation, qui pourrait dégénérer. Cependant dans le cadre de la lutte contre le cancer, booster les lymphocytes peut s’avérer salutaire. Ainsi, la même technique de blocage est utilisée pour CTLA-4 que pour PD-L1 et PD-1. Cette technique, comme la précédente, s’est révélée efficace pour lutter contre certains types de cancers et est maintenant utilisée comme traitement dans les hôpitaux [53].

Cependant, lorsque l’on joue avec le feu il est possible de se brûler. Si ces mécanismes de régulation de notre immunité existent, c’est pour l’empêcher de s’en prendre à notre propre corps et de le détruire. Ainsi ces techniques, bien qu’efficaces contre le cancer, peuvent avoir d’importants effets secondaires. Il est donc parfois nécessaire de suivre un lourd traitement anti-inflammatoire après ceux-ci pour éviter que la situation ne dégénère [54].

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Contre le cancer, pourquoi ne pas se vacciner?

Comme pour les autres maladies, notre système immunitaire doit reconnaître le cancer comme menace avant de s’en prendre à lui. Le principe de la vaccination consiste à faire comprendre à notre système immunitaire qu’il faut lutter contre telle ou telle maladie spécifiquement et ce principe est désormais en développement pour lutter contre le cancer [55]. Pour cela, il faut trouver la bonne méthode pour stimuler notre immunité uniquement contre la tumeur. Voyons ensemble quatre approches sont actuellement étudiées.

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Pour que nos lymphocytes reconnaissent un danger il faut qu’une autre sorte de cellules appelées cellules présentatrices d’antigènes (CPA) le leur indiquent. En temps normal, les lymphocytes pouvant reconnaître le cancer ne sont pas actifs. Il faut que la CPA leur montre la protéine du cancer qu’ils peuvent reconnaître pour qu’ils puissent proliférer et se déplacer sur le site de la tumeur, afin de l’éradiquer. C’est le mécanisme qu’utilise le premier type de vaccin [55]. En injectant au patient un mélange de protéines exprimées par les cellules cancéreuses et de molécules attirants les CPA, celles-ci vont efficacement stimuler les lymphocytes. Cette technique, directement inspirée des techniques de vaccination classiques, a déjà démontré son efficacité contre le cancer lors d’essais cliniques [56].

La seconde technique se rapproche de la thérapie cellulaire que nous décrirons plus tard. Elle consiste à extraire les CPA du patient et de les mettre en contact avec des protéines des cellules cancéreuses in vitro. Une fois qu’elles ont absorbé ces protéines, elles sont ré-injectées dans le corps du patient afin d’activer ses lymphocytes contre le cancer[57]. De nombreux essais cliniques sont également en cours pour ce traitement [58].

La troisième technique de vaccin est encore plus ingénieuse, elle consiste à prélever des cellules du cancer du patient et à les modifier génétiquement pour attirer les CPA. Une fois ré-injectées, elles sont détruites par les CPA qui vont pouvoir activer les lymphocytes anti-cancer [55]. Ici encore, ce traitement est actuellement au stade des essais cliniques [59].

La dernière technique que nous décrivons est au carrefour entre la thérapie génique et le vaccin. En utilisant des virus faisant exprimer à la surface des cellules qu’ils infectent des morceaux de protéines exprimées par les tumeurs, elles permettent de stimuler le système immunitaire des patients contre le cancer. En effet, le système immunitaire est bien meilleur pour reconnaître les cellules infectées par des virus que des cellules cancéreuses. Les cellules infectées par le virus vont donc être rapidement détruites par les CPA du patient qui seront alors capables d’apporter des protéines du cancer aux lymphocytes [55]. Une fois de plus, ces traitements en sont encore au stade des essais cliniques [60].

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Agir directement sur les lymphocytes grâce à la thérapie cellulaire

Les techniques de vaccin que nous avons décrites servent à stimuler les lymphocytes anti-cancer indirectement, par le biais des CPA. Néanmoins, d’autres techniques existent afin d’agir directement sur ces lymphocytes. Nous parlerons ici des deux méthodes les plus courantes et prometteuses.

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La première méthode que nous allons décrire exploite le fait que même si le cancer réprime activement l’activité des lymphocytes, il ne peut le faire totalement. Ainsi, il est possible de trouver à l’intérieur des tumeurs des lymphocytes tentant de les détruire: les « Tumor Associated Lymphocytes » (TIL). Ces TIL étant déjà naturellement dirigés contre la tumeur, pourquoi ne pas les exploiter ? Le principe est le suivant: les TILs sont extraits de la tumeur puis forcés à proliférer in vitro. Après avoir testé leur aptitude à détruire des cellules cancéreuses, les plus efficaces sont ensuite réinjectés en grand nombre dans le corps du patient [61]. Ainsi, le patient est muni d’un grand nombre de lymphocytes déjà activés et très efficaces pour lutter contre la tumeur. Aujourd’hui, plusieurs compagnies proposent désormais ce genre de thérapie pour lutter contre le cancer [62].

Hélas, le cancer possède une autre arme pour lutter contre les lymphocytes. Pour qu’un lymphocyte puisse inspecter une cellule, il faut que celle-ci lui montre des bouts de ses propres protéines. Ces bouts de protéines, nommées antigènes, sont présentés au lymphocyte sur une protéine appelée CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité). Sans cela, le lymphocyte ne peut agir. Les cellules du cancer utilisent ce biais pour échapper aux lymphocytes: elles arrêtent tout simplement de montrer leurs antigènes sur le CMH. Ainsi, même si de très nombreux TIL sont présents, la tumeur ne peut être détruite [63]. Comment résoudre ce problème majeur ? La solution passe par l’utilisation du génie génétique. Des chercheurs ont ainsi trouvé un moyen pour recréer de toute pièce un récepteur de lymphocyte capable de reconnaître la tumeur sans que celle-ci n’exprime de CMH. Les lymphocytes du patient sont collectés puis modifiés génétiquement pour exprimer ce récepteur artificiel: on parle de cellules CAR-T [64]. Une fois ré-injectées dans le patient, ces cellules peuvent alors détruire la tumeur. Ce mode de thérapie très prometteur était testé début 2018 dans plus de 250 essais cliniques [64] mais comporte encore certaines failles. Le principal effet secondaire serait la conséquence directe d’une trop grande efficacité de ces lymphocytes ne nécessitant plus de CMH pour s’activer. L’inflammation qu’ils provoquent serait alors si forte que la barrière hémato-encéphalique protégeant le cerveau du système sanguin se fragiliserait sous l’effet de molécules pro-inflammatoires. Les patients traités avec des cellules CAR peuvent alors souffrir de multiples petites hémorragies cérébrales à l’effet hautement neurotoxique [65].

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Comme nous venons de le voir, d’immenses progrès ont été faits ces dernières années dans la compréhension de la formation et de la croissance du cancer. Ces connaissances donnent aujourd’hui naissance à de nouveaux traitements de plus en plus perfectionnés pour lutter contre les tumeurs. Bien que faisant face, pour l’instant, à de nombreux effets secondaires et nécessitant des améliorations, ces avancées sont plus que prometteuses. Se pourrait-il que le cancer ne soit plus un phénomène mortel dans un futur proche ? L’avenir nous le dira.

Les maladies du vieillissement : notre dossier

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Le cancer est l'une des maladies du vieillissement les plus emblématiques dans les pays développés....

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Le métabolisme: un mécanisme fondamental, mais fragile Pour comprendre les maladies métaboliques, il est nécessaire de...

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Baptiste Tesson

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Baptiste is studying biology at the École Normale Supérieure de Lyon and bioengineering at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne. He worked on the optimization of Cas9 as a tool for genome editing and on the emergence of blood stem cells in the zebrafish. He currently works on the patterning of the muscles, also in the zebrafish. He plans on doing a PhD in developmental biology.

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Baptiste étudie la biologie à l’École Normale Supérieure de Lyon et la bioingénierie à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Il a travaillé sur l’optimisation de la protéine Cas9 comme outil de modification de génomes et sur le développement des cellules souches du sang chez le poisson zèbre et travaille actuellement sur la mise en place des muscles chez le même animal. Il projette de réaliser un doctorat axé vers le développement animal.

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Partie 2 : Maladies cardiovasculaires : des embouteillages en vue

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Maladies cardiovasculaires: l’indispensable circulation en danger

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Les maladies cardiovasculaires font partie des plus dangereuses conséquences possibles du vieillissement. En 2014, elles provoquaient même 46% des décès en Europe [1]! Mais qu’est-ce qu’une maladie cardiovasculaire?

Il s’agit de toutes les maladies touchant notre système cardiovasculaire, c’est à dire notre cœur, nos artères ou bien encore nos veines. Comme nous l’avons expliqué dans la partie 1 à propos des anémies, notre système circulatoire est indispensable à l’acheminement de l’oxygène dans notre organisme. Mais comment fonctionne-t-il ? Il est organisé en deux boucles, une pulmonaire et une systémique, reliées par un organe: le cœur. Celui-ci agit comme une pompe, qui permet l’envoi du sang vers les poumons (boucle pulmonaire), où il s’emplit de dioxygène et se vide du dioxyde de carbone accumulé. Le cœur récupère alors le sang et le dirige vers le reste de l’organisme (boucle systémique).

A l’intérieur de ces boucles, le sang quitte le cœur à travers les artères. Il réalise des échanges (de gaz, de nutriments) avec l’organisme via les capillaire. Enfin, il regagne le cœur via les veines. Le système cardiovasculaire a donc un rôle capital dans la communication à l’échelle de l’organisme. Hélas, le vieillissement ne l’épargne pas. Dans cet article nous verrons tout d’abord ce qu’est l’athérome, un des principaux responsables des maladies cardiovasculaires liées au vieillissement.  Nous aborderons ensuite les différents maladies et dommages qu’il peut entraîner, avant d’évoquer les gestes simples permettant de diminuer les risques d’en être atteints.

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Maladies cardiovasculaires et vieillissement : l’athérome, un coupable récurrent des maladies cardiovasculaires liées à l’âge

L’athérome est défini comme une plaque essentiellement composée de graisse sur la paroi des artères [2]. Comme nous allons le voir, ces plaques peuvent jouer de nombreux rôles que ce soit en obstruant les artères ou en en fragilisant dangereusement la paroi. Sa formation est lente, et se fait en plusieurs étapes que nous allons ici détailler.

Maladies cardiovasculaires et vieillissement : A l’origine, une brèche dans le système

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Parmi les nutriments transportés par le sang, il y a des graisses. Celles-ci sont condensées avec des protéines pour former ce que l’on appelle des lipoprotéines (LPs). Ce sont elles qui seront la cause principale des athéromes.  Néanmoins, pour que la plaque de graisse se forme, il faut que quelque chose la retienne. En effet, l’image de dépôts de graisses se faisant directement à même la surface de l’artère, souvent utilisée, n’est pas vraiment exacte. Pour se déposer, les graisses ont besoin de passer sous la première couche de cellules de l’intérieur de l’artère, l’endothélium [3]. Dans certaines zones des artères, celui-ci est fragilisé et n’assure pas son rôle de barrière à la perfection. Ce sont dans ces zones que les LPs vont pouvoir s’infiltrer [4]. Il est ensuite supposé que ces premières infiltrations démarreraient une réaction en chaîne, fragilisant encore plus l’endothélium [5]. C’est la première étape de formation de la plaque de graisse: l’athérome.

Maladies cardiovasculaires et vieillissement: après l’infiltration, l’inflammation

Dans notre organisme, quand quelque chose ne va pas, on fait le plus souvent appel au système immunitaire. C’est exactement ce que font les cellules de l’endothélium infiltré. Elles attirent alors un type particulier de cellule immunitaire: les monocytes [6]. Arrivés sur le lieux de l’infiltration, l’environnement pousse les monocytes à se transformer en cellules de “nettoyage”: les macrophages [7]. Ces cellules entreprennent alors de digérer les LPs pour les retransformer en cholestérol, afin de permettre leur évacuation et la destruction de la plaque de graisse [8].

L’inflammation recrute également des cellules de l’intérieur de l’aorte, les fibroblastes, qui vont alors tenter de cicatriser la lésion [9]. Ceci évite que les plaquettes dans notre sang n’entrent en contact avec la zone lésée, ce qui pourrait provoquer la formation de caillots. Ainsi, la plupart des athéromes qui se forment dans nos artères sont soit détruits, soit contenus. Ils n’entraînent donc aucune complication par la suite. Cependant, il arrive que tout ne se passe pas comme prévu.

Maladies cardiovasculaires et vieillissement : une inflammation loin d’être infaillible

On définit souvent le vieillissement comme l’accumulation de lésions que notre corps n’arrive pas à réparer. L’athérome en est un bel exemple. En effet, il arrive que l’inflammation censée nettoyer l’athérome dégénère. Les macrophages, en consommant les LPs, s’intoxiquent eux mêmes. Les conséquences sont alors dramatiques. Les macrophages intoxiqués s’accumulent, en plus des LPs, à l’intérieur de l’athérome. En mourant, sans être détruits par les autres macrophages dans le même état qu’eux, ils forment ce que l’on appelle un corps nécrotique [8]. 

L’athérome ne cesse alors de grandir, mais aussi de se fragiliser. En effet les macrophages intoxiqués produisent des molécules susceptibles de digérer la matrice fibreuse protégeant l’athérome, ce qui peut aboutir à une fuite de son contenu dans la circulation sanguine [10].

Là sont donc les deux conséquences, si dangereuses pour la santé, de l’athérome. En premier, le gonflement, qui obstrue l’artère, on parle de sténose. La deuxième est la conséquence directe de la sortie de son contenu dans le sang. Ce contenu est immédiatement reconnu comme un corps étranger par les plaquettes dans notre sang, ce qui enclenche un processus de coagulation. D’énormes caillots se forment et on parle de thrombose.

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Maladies cardiovasculaires et vieillissement : des conséquences aussi graves que variées

Suivant la partie du système cardiovasculaire touchée par les athéromes, les conséquences diffèrent. On distinguera parmi celles-ci, celles touchant les artères du cœur, celle du cerveau et enfin celles du reste du corps.

Maladies cardiovasculaires et vieillissement : maladies coronariennes, quand le cœur ne s’irrigue plus lui même

coeur 1 Long Long Life cardiovasculaires vieillissement santé longévité

Le cœur n’est certes pas un muscle comme les autres, mais il a tout de même besoin d’importants apports d’oxygène pour assurer son rôle de pompe du système sanguin. Pour cela, il est richement approvisionné par de nombreux vaisseaux sanguins. Parmi ceux-ci, on compte les artères coronaires et, comme toutes les artères, les coronaires peuvent développer des athéromes. Les conséquences sur la santé sont alors lourdes.

Si l’athérome bouche progressivement les artères coronaires (processus de sténose), il provoque ce que l’on appelle une angine de poitrine. Le cœur, est insuffisamment approvisionné en sang et dysfonctionne [11]. Le malade ressent une forte douleur de durée variable dans la poitrine, mais pouvant irradier jusqu’au bras gauche, aux épaules ou même la mâchoire [12].

Il ne faut surtout pas prendre ces symptômes à la légère. En effet, comme nous l’avons vu précédemment, l’athérome provoque la sténose de l’artère mais peut évoluer en thrombose. Si l’athérome dans l’artère coronaire se rompt, un caillot peut se former et bloquer brusquement l’artère. Une partie du cœur ne reçoit alors plus du tout de sang: l’athérome a provoqué un infarctus du myocarde, ou crise cardiaque [13]. Les conséquences sont bien plus importantes que pour l’angine de poitrine. La zone touchée par l’infarctus ne fait pas que dysfonctionner, elle peut se nécroser si le caillot reste en place trop longtemps. A la place des cellules musculaires mortes, un tissu cicatriciel va se former, qui n’assure pas du tout les fonctions contractiles du cœur [14]. La douleur ressentie lors des crises cardiaques est forte, touchant les mêmes zones que la douleur occasionnée par l’angine de poitrine, mais durant plus de 20 minutes [15]. Dans 10% des cas, l’infarctus du myocarde reste encore aujourd’hui mortel [16].

coeur 2 Long Long Life cardiovasculaires vieillissement santé longévité

Maladies cardiovasculaires et vieillissement: maladies cérébrovasculaires, quand le cerveau étouffe

Pour fonctionner correctement, notre cerveau consomme d’importantes quantités d’énergie et de dioxygène. Ainsi, il est richement vascularisé pour permettre cet approvisionnement. Un approvisionnement dont l’arrêt peut avoir des graves conséquences. Hélas avec l’âge, la probabilité d’incidents augmente [17]. Il a été montré que dans plus de 50% des cas mortels d’accidents cérébrovasculaires, des athéromes cérébraux étaient présents [18].

On distingue deux processus menant à ces troubles : soit les vaisseaux sont bouchés, soit ils sont rompus à l’intérieur du cerveau. Pour le premier cas, ce blocage peut se produire de manière analogue à ce qui vient d’être décrit pour les maladies coronariennes. Le blocage résulte ainsi le plus souvent d’une sténose ou d’une thrombose [19], un athérome pouvant en être la cause [20].

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Dans le second cas, lorsqu’un vaisseau se rompt, on parle d’hémorragie cérébrale. Celle-ci est le plus fréquemment causée par ce que l’on appelle une rupture d’anévrisme [21]. Un anévrisme correspond à une déformation d’une artère fragilisée, qui va former une sorte de poche, qui, si on ne la soigne pas, finit par se rompre et provoquer une hémorragie interne [22]. Les athéromes sont une des causes majoritaires de fragilisation des artères menant aux anévrismes.

Les conséquences de ces accidents vasculaires cérébraux (AVC) sont variables. Elles dépendent de la localisation et de la taille de la zone qui a été touchée, différents aspects cognitifs et moteurs pouvant être atteints. De plus, le temps pendant lequel la zone s’est retrouvée sans approvisionnement compte. Si celui-ci est suffisamment court, les neurones peuvent avoir en grande partie survécu. Les conséquences de l’AVC vont donc de la quasi-absence de séquelles à la mort. A la fin des années 90, 70% des patients atteints par un AVC ne survivaient pas plus de 5 ans [23].

Maladies cardiovasculaires et vieillissement : le reste du corps n’est pas épargné

Le cœur et le cerveau ne sont pas les seuls à être vulnérables face aux maladies cardiovasculaires. Les membres inférieurs en sont eux aussi souvent victime. Un exemple de maladie cardiovasculaire les atteignant, est l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs. C’est la conséquence directe de la formation d’un athérome dans les vaisseaux qui irriguent les jambes [24]. Les membres ne reçoivent plus de sang, et les conséquences pour le malade peuvent être très inconfortables : au mieux, le boitement, au pire, l’ulcération de la peau qui peut même aboutir à la nécrose du membre avec nécessité d’amputation [25].

L’autre affection dont souffrent les membres inférieurs n’a, elle, souvent rien à voir avec l’athérome. Il s’agit de la phlébite, ou thrombose veineuse profonde. Comme son nom l’indique, il s’agit de formation de caillot dans les veines. La raison de la formation de ces caillots n’est pas encore totalement expliquée [26]. Les conséquences directes sont souvent désagréables mais bénignes: douleurs, gonflement, gonflement des veines de la jambe… [27] Cependant, si le caillot migre, les conséquences peuvent-être bien plus graves.

La structure élastique des veines peut permettre au caillot de se déplacer jusqu’au cœur, où il peut envoyer le caillot dans les artères pulmonaires. Ceci peut alors créer une embolie pulmonaire [28]. Dans ce cas là, le malade se sent instantanément à court d’air, tousse, parfois même du sang [29]. Ceci s’explique par la perte d’irrigation soudaine pour une partie des poumons, ou le sang va alors s’accumuler. Si le caillot reste en place, un infarctus du poumon est même possible, une partie de celui-ci allant jusqu’à se nécroser [30]. Il est également reporté que 15% des morts subites observées sont imputables aux embolies pulmonaires [31].

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Maladies cardiovasculaires et vieillissement : des gestes simples pour diminuer les risques

Nous venons de voir les différentes conséquences des maladies cardiovasculaires, mais comment éviter d’en être victime?  La plupart des maladies cardiovasculaires relatives au vieillissement sont liées à la formation d’athéromes. Il apparaît ainsi que la meilleure façon de s’en prévenir est de diminuer la probabilité de formation et de grossissement de ces plaques [32]. Leurs principaux facteurs de formation sont l’hypertension, qui fragilise l’artère et permet l’infiltration des LPs à l’intérieur [33], tout comme une glycémie trop élevée et bien sûr la présence de forte quantité de LPs dans le sang [34]. Heureusement, il existe de nombreuses manières de réduire ces facteurs. En voici quelques exemples.

Adapter son style de vie

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Il a été montré que pratiquer une activité sportive régulière était un excellent moyen de réduire les risques de maladies cardiovasculaires [35]. Ceci est plus que compréhensible : le sport peut à la fois permettre de réduire les risques d’hypertension, en faisant travailler le cœur de manière constante et en régulation la pression artérielle, et la consommation des LPs, en augmentant leur utilisation lors des efforts. Pour les mêmes raisons, il a été montré qu’éviter le surpoids était aussi une évidente bonne solution [36].

Un autre moyen de réduire à la fois l’hypertension et la quantité de LPs circulants est d’adopter certains types d’habitudes alimentaires. Ainsi réduire la quantité de sucres et d’acide gras saturés et augmenter la consommation de fruits, légumes et graines, est une bonne méthode pour réduire les risques de maladies cardiovasculaires [37].

Un des facteurs de risques les plus connus et qui peut être également facilement évité est la consommation de tabac [38]. La raison en est simple, la consommation de tabac, par l’action de la nicotine sur notre cerveau, entraîne un signal vasculaire qui augmente la tension artérielle [39] et fragilise donc les artères.

Pour éviter les maladies cardiovasculaires il est également déconseillé de consommer de fortes quantités d’alcool. En effet, l’alcool aurait des propriétés pro-coagulantes qui augmenteraient les séquelles en cas de thrombose. Néanmoins, des résultats, certes controversés, montreraient qu’une faible consommation d’alcool aurait un effet protecteur contre ces maladies [40].

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Des traitements préventifs existent pour les maladies cardiovasculaires

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Avant même de développer des maladies cardiovasculaires, si un patient y est prédisposé, il peut suivre des traitements préventifsDes traitements existent afin de diminuer la quantité de graisses circulant dans le sang. Ainsi les statines sont des molécules qui est déjà utilisées à cet effet pour prévenir les risques de maladies cardiovasculaires [41].

L’autre méthode largement utilisée consiste à prescrire aux patients des médicaments leur permettant d’abaisser leur pression sanguine. De nombreuses analyses s’accordent sur l’efficacité de cette méthode, quelle que soit la molécule utilisée pour le traitement [40].

Pour conclure, les maladies cardiovasculaires sont des maladies dont l’incidence augmente fortement lorsque l’on vieillit. Comme nous l’avons vu, elles sont nombreuses et peuvent toucher la plupart de nos organes. Cependant, leurs causes sont souvent similaires et l’athérome que nous avons abondamment décrit en est une des causes des plus fréquentes. C’est ainsi grâce aux progrès conjoints de la recherche scientifique et de la médecine qu’aujourd’hui il est possible de diminuer au maximum les risques d’en subir les conséquences. Si nous appliquions tous les principes simples permettant de les éviter, serait-il possible que leur omniprésence disparaisse du futur de notre société?

Maladies du vieillissement : notre dossier

Partie 3 : Cancer et vieillissement : le corps entre en guerre contre lui même

Le cancer est l'une des maladies du vieillissement les plus emblématiques dans les pays développés....

Partie 2 : Maladies cardiovasculaires : des embouteillages en vue

Maladies cardiovasculaires: l'indispensable circulation en danger Les maladies cardiovasculaires font partie des plus dangereuses conséquences possibles...

Partie 1 : Maladies liées au métabolisme: quand la machine se dérègle

Le métabolisme: un mécanisme fondamental, mais fragile Pour comprendre les maladies métaboliques, il est nécessaire de...

Vidéo : Les maladies du vieillissement, par Baptiste Tesson, en stage chez Long Long Life

Inside Long Long Life : les maladies du vieillissement Baptiste Tesson, biologiste et bio-ingénieur, revient sur...

Maladies liées au vieillissement: quand le temps nous rattrape

Le vieillissement, qu'est-ce que c'est ? Le vieillissement est un phénomène qui nous touche tous, sans...

Baptiste Tesson

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Baptiste is studying biology at the École Normale Supérieure de Lyon and bioengineering at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne. He worked on the optimization of Cas9 as a tool for genome editing and on the emergence of blood stem cells in the zebrafish. He currently works on the patterning of the muscles, also in the zebrafish. He plans on doing a PhD in developmental biology.

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Baptiste étudie la biologie à l’École Normale Supérieure de Lyon et la bioingénierie à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Il a travaillé sur l’optimisation de la protéine Cas9 comme outil de modification de génomes et sur le développement des cellules souches du sang chez le poisson zèbre et travaille actuellement sur la mise en place des muscles chez le même animal. Il projette de réaliser un doctorat axé vers le développement animal.

En savoir plus sur l’équipe de Long Long Life

Références

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Partie 1 : Maladies liées au métabolisme: quand la machine se dérègle

Le métabolisme: un mécanisme fondamental, mais fragile

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Pour comprendre les maladies métaboliques, il est nécessaire de savoir ce que l’on définit par métabolisme. Le métabolisme, au sens large, regroupe l’intégralité des réactions chimiques ayant lieu dans notre organisme. Il est subdivisé en deux parties: l’anabolisme et le catabolisme.

L’anabolisme correspond aux réactions chimiques de notre corps aboutissant à la fabrication de nouvelles molécules fonctionnelles. La synthèse de nouvelles protéines ou la réplication de l’ADN en font partie. À l’inverse, le catabolisme correspond aux réactions de dégradation. On y retrouve par exemple la dégradation des sucres et des graisses pour en faire de l’énergie. Le recyclage des protéines endommagées rentre aussi dans cette catégorie.

De plus, pour que notre corps fonctionne correctement, il est important que ces deux phénomènes soient en équilibre. Voici un exemple simple pour l’illustrer. Prenons une cellule qui synthétiserait plus vite ses protéines qu’elle ne peut les recycler. On pourrait alors imaginer qu’au début, tout se passe bien. Hélas, au bout d’un certain temps, les protéines s’abîment. Elles deviennent donc moins performantes voire dangereuses pour la cellule. De plus, la cellule les recycle trop lentement. Elle ne peut donc pas récupérer d’acides aminés, les blocs de construction des protéines. Elle devient donc incapable de synthétiser de nouvelles protéines fonctionnelles : les vieilles protéines s’accumulent et la cellule meurt.

Les maladies que nous allons décrire dans cet article ont toutes pour cause un dérèglement de cet équilibre production/dégradation suite au vieillissement. Nous verrons ensemble trois exemples parmi les plus récurrents, pouvant impacter n’importe quelle partie de notre organisme.

Métabolisme et vieillissement: diabète, le métabolisme ne trouve plus son carburant

La première maladie métabolique liée au vieillissement que nous allons traiter est le diabète. Il en existe trois types. On distingue le diabète de type I, de type II et enfin le diabète gestationnel. Le diabète que l’on déclare en vieillissant est généralement le diabète de type II [1], mais nous allons y revenir.

Métabolisme et vieillissement: l’insuline, aiguilleur du métabolisme

Tout d’abord, qu’est-ce que le diabète? Pour le comprendre, il faut d’abord s’intéresser au mécanisme qu’utilise le corps pour faire parvenir le glucose, principal carburant des cellules, à tous nos organes. Lorsque l’on mange, notre taux de glucose sanguin augmente. Néanmoins, pour qu’une cellule l’absorbe, elle doit recevoir un signal hormonal: l’insuline. Cette hormone est sécrétée par des cellules très spécifiques de notre pancréas, les cellules β. Ces cellules sont capables de sentir d’une manière très précise le taux de glucose sanguin. Lorsque celui-ci s’élève, elles sécrètent de l’insuline et nos cellules peuvent absorber le sucre jusqu’à ce que son taux redescende. L’insuline stimule également la plupart des activités anaboliques, mentionnées en introduction, de notre organisme, indiquant de cette manière à nos cellules que l’énergie nécessaire est disponible [2]. Ainsi, l’insuline agit comme organisateur d’une grande partie de notre métabolisme. Lorsque l’insuline n’assume plus sa fonction, notre corps dysfonctionne: c’est le diabète.

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Métabolisme et vieillissement: la fonction de l’insuline altérée par le vieillissement

Le vieillissement est l’un des principaux facteurs qui va dégrader ce système indispensable à la gestion de l’énergie par notre corps [3]. Pour qu’un signal n’assure plus sa fonction, il peut y avoir deux raisons: il n’est pas envoyé ou n’est pas reçu. Le même phénomène s’applique pour le signal de l’insuline. Les deux causes principales du diabète témoignent d’un problème d’envoi ou de réception de l’hormone. Il s’agit donc de l’envoi de l’insuline par nos cellules β ou de l’aptitude de nos organes à interpréter le signal [4].

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Métabolisme et vieillissement : Des cellules β dépassées

Traitons tout d’abord des problèmes d’envoi, touchant donc les cellules β. Dans le cas du diabète de type I, elles sont intégralement détruites par le système immunitaire [5]. C’est la forme du diabète dite « héréditaire » car elle se déclenche le plus souvent chez les personnes jeunes et dure toute la vie. Ce phénomène peut également être observé lors du vieillissement. Dans le cas du diabète de type II touchant les personnes âgées, le nombre de cellule β est souvent impacté, mais dans une moindre mesure (30 à 40% de moins que chez les individus sains). Les raisons identifiées sont également différentes, il s’agirait d’une prédisposition de ces cellules à mourir rapidement [6] ou une incapacité à pratiquer l’autophagie [7]. Ce phénomène s’accompagne également d’une incapacité des cellules β des malades à sécréter suffisamment d’insuline quand le taux de glucose monte [8]. Ainsi, étant moins nombreuses et moins performantes, les cellules β des malades n’arrivent plus à assurer leur fonction et les signaux de l’insuline ne suffisent plus.

Métabolisme et vieillissement : des organes rendus insensibles

Le second phénomène rendant les signaux de l’insuline défectueux est l’arrêt de leur réception par notre corps. Ce phénomène peut être lié à une dysfonction des récepteurs à l’insuline, de petites protéines permettant sa fixation à la surface des cellules [9]. Parfois, ce récepteur est même systématiquement détruit [10].

Il peut y avoir une seconde raison à la mauvaise réception des signaux insuliniques par notre corps, et il est beaucoup moins direct que la simple dysfonction du récepteur. La voie de signalisation de l’insuline est un phénomène complexe à l’intérieur même de la cellule, faisant intervenir de nombreuses protéines [11]. Or, ces protéines peuvent être déjà occupées ailleurs, ou absentes. Ainsi, de nombreux phénomènes souvent associés à l’âge comme la dysfonction des mitochondries [12], l’inflammation [13] ou la réponse au mauvais repliement des protéines [14] utilisent les protéines dont l’insuline a besoin pour faire passer son message, les rendant inaccessibles. En combinant ces deux causes, les cellules de patients diabétiques deviennent insensibles à l’insuline, qui ne peut donc plus assumer son rôle.

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En résumé, le vieillissement peut donc provoquer l’apparition du diabète en empêchant notre corps d’absorber correctement le glucose qu’il possède. Ce phénomène est dû à un dérèglement de la communication du pancréas avec le reste du corps via l’insuline.

Métabolisme et vieillissement: diabète, conséquences et traitements

Comme on peut l’imaginer, les conséquences d’une incapacité à faire parvenir correctement le glucose dans nos cellules sont importantes sur le métabolisme, et donc sur la santé des malades. Le diabète provoque par exemple une fatigue importante, une perte de poids malgré une alimentation suffisante, des troubles de la vision, une vulnérabilité face aux infections [15] … Heureusement, il existe de nombreux traitements. Le plus commun consiste en l’injection d’insuline, permettant de remplacer les cellules β disparues ou moins performantes. Ceci permet aussi aux cellules d’obtenir un taux d’insuline suffisamment haut malgré leur incapacité à le sentir correctement [16]. De plus, un mode de vie plus sain ou la prise de certaines molécules lorsque le diabète se déclare l’empêchent de progresser [4]. Enfin, de nombreuses pistes prometteuses existent, soit pour restaurer le nombre de cellules β [17] soit pour rendre le corps plus sensible à l’insuline [18]. Ceci pourrait permettre, dans le futur, d’éradiquer cette maladie perturbant notre métabolisme.

Métabolisme et vieillissement : la goutte, quand les déchets du métabolisme s’accumulent

Comme nous l’avons défini précédemment, le métabolisme est un ensemble de procédés de production et de dégradation. Hélas, tout ce qu’il produit n’est pas infiniment recyclable. Tout comme les systèmes de production humains, le métabolisme crée des déchets. La comparaison ne s’arrête pas là. En effet, s’ils s’accumulent, ces déchets peuvent devenir hautement toxiques. Comme nous allons le voir, la goutte résulte d’une mauvaise gestion des déchets du métabolisme. Leur accumulation à proximité des articulations de notre corps va alors intoxiquer les cellules qui s’y trouvent, tout comme une décharge à ciel ouvert intoxiquerait l’environnement alentours.

Métabolisme et vieillissement : l’acide urique, un déchet toxique du métabolisme

L’ADN, support de notre information génétique, est indispensable à notre organisme. Néanmoins, il est parfois nécessaire de le dégrader. Là, les choses se compliquent. En effet, une partie de ses constituants, les purines pour être plus précis, ne sont pas totalement dégradables. Chez l’humain et les grands primates, leur dégradation aboutit à la formation d’une molécule potentiellement toxique: l’acide urique [19].

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Mais comment et pourquoi s’accumule-t-il? Pour qu’un déchet s’accumule, il existe deux moyens: soit le déchet est trop produit, soit on ne s’en débarrasse pas assez vite. Dans le cas des patients atteints de goutte, l’accumulation est dans la majorité des cas due à un problème d’excrétion de l’acide urique [20]. Normalement, notre corps se débarrasse de l’acide urique par les reins (donc via l’urine) ou par les intestins [21]. Hélas, en vieillissant, ces procédés peuvent être dérégulés [22]. Ceci entraîne une accumulation de l’acide urique dans le sang, qui devient alors capable de former des cristaux [23]. Ce sont ces cristaux qui sont toxiques pour nos cellules et qui vont provoquer l’apparition de la goutte.

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Métabolisme et vieillissement : un poison pour nos articulations

En s’accumulant au niveau des articulations, les cristaux provoquent d’impressionnantes inflammations. Mais pourquoi? Nos cellules sont capables, afin d’étudier leur environnement, d’absorber une partie de ce qui les entoure pour l’examiner. Dans le cas de la goutte, c’est ce qui va provoquer leur perte! En effet, les cellules ayant absorbé des cristaux se retrouvent empoisonnées. De plus, celles-ci s’enflamment et développent un complexe moléculaire appelé inflammasome. Ce complexe moléculaire agit comme une usine de production de signaux d’appel à l’aide pour le système immunitaire. Le système immunitaire, lorsqu’il arrive sur l’articulation touchée, va alors entreprendre de la nettoyer. Hélas, c’est un procédé loin d’être délicat et l’articulation s’en trouve durablement abîmée: c’est la goutte [24].

De l’extérieur, celle-ci prend la forme d’un fort gonflement de l’articulation, d’une élévation de sa température et d’une perte progressive de sa mobilité. On parle alors d’arthrite aiguë, un phénomène très douloureux [25]. Ces inflammations arrivent par crises et ne sont pas permanentes. Néanmoins, si le phénomène persiste, des nodules, sortes de gonflements permanents mais non douloureux, peuvent se former ajoutant ainsi un handicap supplémentaire [26]. L’articulation la plus touchée est le gros doigt de pied, ce qui empêche le plus souvent les patients atteints de goutte de se déplacer normalement [27].

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Cependant, ne paniquons pas tout de suite : la goutte se traite bien. Il existe de nombreux traitements permettant de réduire le taux d’acide urique dans le sang et, dans le pire des cas, les cristaux d’acide urique peuvent être retirés par chirurgie [24]. Ainsi, malgré l’inconfort manifeste qu’elle représente, la goutte est l’une des maladies métaboliques liées au vieillissement les moins redoutables.

Métabolisme et vieillissement: l’anémie, le métabolisme suffoque

Il ne vous est probablement pas inconnu que pour vivre, nous devons respirer du dioxygène. Et bien la raison en est métabolique! En effet, le dioxygène est indispensable à nos mitochondries, présentes dans chacune de nos cellules. Elles l’utilisent pour fabriquer de l’ATP, le carburant de notre métabolisme. Pour faire le lien avec la partie sur le diabète, le glucose est une des sources principales d’énergie servant à produire l’ATP. Si l’on compare l’ATP au carburant que nos cellules consomment, le glucose serait une forme de pétrole brut et les mitochondries la raffinerie. Mais voilà, sans dioxygène, la raffinerie de nos cellules tombe en panne.

Métabolisme et vieillissement: acheminer le dioxygène, tout un défi

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Pour les êtres vivants composés que d’une ou de peu de cellules, se fournir en oxygène est facile. Celui-ci diffuse simplement du milieu extérieur vers l’intérieur des cellules. Mais pour les organismes comme nous, constitués de milliards de cellules ayant toutes besoin de dioxygène, les choses se compliquent. Dans notre cas, l’entrée de dioxygène ne se fait que par les poumons. Mais comment l’acheminer partout dans notre corps? C’est là l’un des principaux rôles de notre système circulatoire, qui fait voyager le sang dans notre organisme.

Le dioxygène y est transporté par des cellules, les hématies, que l’on appelle communément les globules rouges. Pour transporter l’oxygène, elles emploient une protéine, l’hémoglobine. Celle-ci agit comme véritable conteneur pour le dioxygène. Pas d’hémoglobine, pas de transport de dioxygène, pas de survie des cellules. Un détail pouvant paraître anodin mais ayant pourtant une grande importance: l’hémoglobine utilise du fer pour fixer le dioxygène, ce qui donne sa couleur rouge au sang.

Hélas, lorsque l’on vieillit, la quantité d’hémoglobine dans le sang peut diminuer: on parle alors d’anémie.

Métabolisme et vieillissement : Anémie et vieillissement: les causes d’une perte d’hémoglobine

Le phénomène d’anémie toucherait jusqu’à 11% des plus de 65 ans [28] et plus de 20% des plus de 85 ans [29]. Mais quelles en sont les causes? Pour diminuer la quantité d’hémoglobine, il existe deux moyens majoritaires: diminuer le nombre de cellules qui la transportent (les hématies) ou alors diminuer la quantité d’hémoglobine présente dans les cellules qui la transportent.

Métabolisme et vieillissement: le nombre d’hématies peut diminuer avec l’âge

Les hématies sont renouvelées par les cellules souches du sang: les cellules souches hématopoïétiques. Seulement, pour ce faire, ces cellules souches doivent recevoir une hormone, l’EPO. Celle-ci est fabriquée par les reins. Or, le vieillissement s’accompagne parfois d’insuffisance rénales, donc d’une perte de production d’EPO, entraînant finalement une diminution du nombre d’hématies [30]. Une autre raison expliquant la diminution des hématies est également un épuisement avec le temps du nombre de cellules souches, un épuisement dont les cellules souches hématopoïétiques ne sont pas exemptées [31].

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Métabolisme et vieillissement: faute de fer, pas d’hémoglobine:

Comme nous l’avons expliqué précédemment, pour fixer le dioxygène et fonctionner, l’hémoglobine a besoin de fer. Hélas, le vieillissement s’accompagne parfois de troubles gastro-intestinaux impliquant un relâchement de sang dans le tube digestif. Le fer compris dans le sang est alors perdu. Ceci est une des causes principales des anémies dues à des carences en fer chez les personnes âgées [32]. Plus encore, les inflammations chroniques, plus fréquentes chez les personnes âgées, sont indirectement responsables d’un manque de fixation de fer par l’hémoglobine. En effet, en cas d’inflammation, le foie peut produire une molécule, l’hepicidine. Celle-ci empêche l’intestin d’absorber le fer et en parallèle encourage la recirculation de celui-ci dans l’organisme, empêchant l’hémoglobine de l’utiliser. On parle alors d’anémie inflammatoire [33].

Ainsi, de deux manières différentes, le vieillissement peut provoquer une baisse de la quantité d’hémoglobine dans le sang, et donc des problèmes de transport de l’oxygène. Mais quelles en sont les conséquences?

Métabolisme et vieillissement : conséquences de l’anémie sur le métabolisme, une maladie très handicapante

Comme on pourrait le deviner, l’anémie chez les personnes âgées est lourde de conséquences. Chez les patients de plus de 85 ans, elle multiplierait le taux de mortalité par 1,6 chez la femme et par près de 2,3 chez l’homme [34]. Chose que l’on peut comprendre lorsque notre métabolisme est impacté, l’anémie s’accompagne de trouble fonctionnels importants [35],  cognitifs [36] et de risques accrus de chutes chez personnes âgées [37].

De plus, l’anémie en elle-même est parfois dure à traiter. En effet, la seule solution est de résoudre le problème l’ayant causé, ce qui peut parfois se révéler être compliqué. Ainsi, traiter un patient avec de l’EPO alors que celui-ci est en déficit de cellules souches hématopoïétiques serait inefficace. Autre exemple, transfuser un patient avec du sang chargé en hémoglobine serait inutile s’il souffre de saignements gastro-intestinaux [32].

Ainsi, les maladies liées au métabolisme peuvent prendre toutes sortes de formes. Comment se douter qu’une douleur articulaire comme la goutte puisse puiser ses origines dans une mauvaise utilisation de l’énergie de notre corps? Cependant, les récents progrès réalisés dans la recherche sur le métabolisme nous permettent peu à peu de cerner précisément les causes et le fonctionnement de ces maladies. C’est en les étudiant, en augmentant de plus en plus la précision de nos connaissances à leur sujet, que nous parviendrons demain à les contrer.

Les maladies du vieillissement : voir notre dossier

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Références:

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Baptiste Tesson

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Author

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Baptiste is studying biology at the École Normale Supérieure de Lyon and bioengineering at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne. He worked on the optimization of Cas9 as a tool for genome editing and on the emergence of blood stem cells in the zebrafish. He currently works on the patterning of the muscles, also in the zebrafish. He plans on doing a PhD in developmental biology.

More about the Long Long Life team

Baptiste étudie la biologie à l’École Normale Supérieure de Lyon et la bioingénierie à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Il a travaillé sur l’optimisation de la protéine Cas9 comme outil de modification de génomes et sur le développement des cellules souches du sang chez le poisson zèbre et travaille actuellement sur la mise en place des muscles chez le même animal. Il projette de réaliser un doctorat axé vers le développement animal.

En savoir plus sur l’équipe de Long Long Life

Vidéo : Les maladies du vieillissement, par Baptiste Tesson, en stage chez Long Long Life

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Inside Long Long Life : les maladies du vieillissement

Baptiste Tesson, biologiste et bio-ingénieur, revient sur son stage chez Long Long Life et sur son travail d’information concernant les maladies du vieillissement.

Bonjour, je m’appelle Baptiste, je suis biologiste de formation donc j’étudie la recherche fondamentale à l’ENS de Lyon et la bio ingénierie à l’EPFL. Je suis stagiaire ici à Long Long Life où j’écris des articles de vulgarisation scientifique.

Maladies du vieillissement : les buts de Long Long Life

Long Long Life, qu’est-ce que c’est ? Long Long Life, c’est un site de vulgarisation scientifique axé principalement sur la lutte contre le vieillissement. Pourquoi avoir besoin d’un site pareil ?

Comme vous vous en rendez peut-être compte, le monde de la recherche scientifique est un monde extrêmement fermé lorsqu’on n’y a pas directement accès, lorsqu’on n’est pas dans le milieu. Il est vraiment très dur de pouvoir ne serait-ce que lire l’article, et même si on met la main dessus, on n’y comprend généralement pas grand-chose.

De par ma formation, je suis capable d’avoir accès et de savoir lire ces articles, et mon but est de vous permettre de pouvoir les comprendre. Donc une fois par semaine ce que je fais c’est que je cherche tous les articles sortant directement des laboratoires reliés à la lutte contre le vieillissement, et je choisis parmi ceux-là les plus intéressants et je vous les synthétise de manière à ce que vous aussi vous puissiez avoir accès à ces avancées.

Maladies du vieillissement : le dossier

L’autre grosse partie de mon travail est de vous écrire un dossier, sorte de petit cours sur les maladies liées au vieillissement, car les maladies liées au vieillissement, on les connaît bien, on se les imagine, on se rend bien compte que lorsqu’on vieillit des choses vont moins bien. Mais le but de ce projet serait pour moi que vous soyez capable de parfaitement les comprendre, les dissocier et les savoir comment ça marche.

Parmi ces maladies il y aura les cancers, j’expliquerai comment se forme un cancer évoluent les cancers, pourquoi ils évoluent de cette manière-là, les maladies neurodégénératives qui sont pour beaucoup de gens une sorte de boîte noire, on se dit juste le cerveau, ça va, ça va pas. Moi j’essaie de vous expliquer la mécanique derrière tout ça. Les maladies cardiovasculaires, même chose, on se dit souvent : « Le cœur, ça va mal ! » non, je vous expliquerai vraiment le mécanisme : pourquoi lorsque l’on vieillit, tout notre système circulatoire cesse de fonctionner normalement.

Et enfin, les maladies métaboliques, chose sur laquelle on en sait généralement encore moins, où je vous expliquerai pourquoi notre métabolisme, la machine à énergie notre corps, dysfonctionne lorsque l’on vieillit.

Maladies du vieillissement : le fonctionnement de Long Long Life

Au cours de ces deux derniers mois je n’étais évidemment pas en roue libre, j’étais très bien encadré notamment du point de vue de la gestion du site internet, tout comme de l’exactitude scientifique de mes propos. Également il est important de rajouter que tout le site est directement dirigé par le Dr Guilhem Velvé Casquillas.

Question bonus : la vocation

Pourquoi avoir choisi la biologie ? Pour moi c’est relativement simple, à la base je voulais faire plutôt de la physique, domaine dans lequel j’étais plutôt doué, mais quand j’étais petit, un jour je suis tombé donc sur un livre où ils expliquaient qu’en ayant modifié génétiquement une souris avec un gène de rat elle était devenue deux fois plus grosse. Pour moi ça a été tout simplement la révélation, j’ai voulu faire ça de ma vie.

Vous êtes étudiant de biologie en master et ces missions vous intéressent ? N’hésitez pas à nous contacter avec votre CV et vos disponibilités, nous accueillons ponctuellement des stagiaires chez Long Long Life.

Les maladies du vieillissement : voir notre dossier

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Baptiste is studying biology at the École Normale Supérieure de Lyon and bioengineering at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne. He worked on the optimization of Cas9 as a tool for genome editing and on the emergence of blood stem cells in the zebrafish. He currently works on the patterning of the muscles, also in the zebrafish. He plans on doing a PhD in developmental biology.

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Baptiste étudie la biologie à l’École Normale Supérieure de Lyon et la bioingénierie à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Il a travaillé sur l’optimisation de la protéine Cas9 comme outil de modification de génomes et sur le développement des cellules souches du sang chez le poisson zèbre et travaille actuellement sur la mise en place des muscles chez le même animal. Il projette de réaliser un doctorat axé vers le développement animal.

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