Afin d’étudier en détail l’effet de l’âge sur les organes du corps, les chercheurs ont utilisé une technique nommée ATAC-seq, qui permet d’identifier les différents types cellulaires dans chaque organe. La méthode se base sur l’accessibilité du génome. Toutes les cellules ont le même ADN, mais n’expriment pas les mêmes gènes : cette expression génétique dépend de la programmation de chaque type cellulaire. En fonction de cette programmation, des régions du génome vont être accessibles, permettant l’expression des gènes qui s’y trouvent. Cette technique détermine, pour chaque cellule, quelles régions sont accessibles, et sépare ainsi les différents types cellulaires.
Les chercheurs ont utilisé cette méthode sur près de 7 millions de cellules provenant de 21 organes de souris, à trois âges différents : un mois (équivalent au début de l’âge adulte), cinq mois (équivalent à notre trentaine-quarantaine) et 21 mois (en fin de vie). Ils ont ainsi identifié 146 types cellulaires dont la quantité varie en fonction de l’âge (c’est-à-dire environ 25 % des 536 types cellulaires identifiés), dont 55 évoluent différemment chez les mâles et les femelles.
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2. Des types cellulaires impliqués dans l’immunité sont favorisés par le vieillissement
Une partie de ces types cellulaires (62) augmentait en nombre avec l’âge. La plupart de ces cellules dont le nombre augmente jouent un rôle dans l’immunité, tels que les macrophages. Mais d’autres cellules immunitaires connaissent le sort inverse et diminuent en nombre, telles que les précurseurs des lymphocytes B ou T. D’autres cellules deviennent plus nombreuses avec le vieillissement, comme les cellules endocrines de l’estomac, qui y fabriquent des hormones et autres molécules messagères.
3. Les cellules de plusieurs organes diminuent en quantité
D’autres types cellulaires (29) subissaient une baisse de la quantité de cellules qui les représentent. Les organes les plus touchés par ces diminutions sont les ovaires, l’utérus, la peau et les poumons. Dans ces derniers, les baisses touchent les cellules en charge de la régulation vasculaire dans les poumons, montrant que cette régulation est peut-être affectée à cause de l’âge. D’autres organes affectés par ces baisses du volume cellulaire sont les reins, le foie et les muscles.
4. Certains de ces changements commencent bien avant le troisième âge
Les diminutions observées pour quelques types cellulaires débutaient à cinq mois, c’est-à-dire vers nos 30-40 ans. C’est par exemple le cas des précurseurs des lymphocytes B, qui baissent de 50 % entre un mois et cinq mois. C’est aussi le cas des cellules satellites, qui permettent de régénérer les muscles, ainsi que des cellules qui forment les tendons.
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5. La plupart des cellules qui diffèrent entre les sexes sont des cellules immunitaires
Un total de 55 types cellulaires variaient uniquement pour l’un des deux sexes, dont 35 types de cellules immunitaires. Une quinzaine d’entre eux augmentaient uniquement chez les mâles, dont les granulocytes neutrophiles et les granulocytes éosinophiles (tous les deux sont des globules blancs qui circulent dans le sang et puis migrent vers des tissus). Chez les femelles, plusieurs types cellulaires immunitaires augmentaient avec le vieillissement, dont les granulocytes basophiles et les lymphocytes NK.
6. Avec le vieillissement, les cellules immunitaires s’activent davantage chez les femelles
En plus de ces changements spécifiques chez chaque sexe, beaucoup d’autres types cellulaires variaient dans le même sens chez les mâles et les femelles, mais pas avec la même intensité. Au total, 40 % des types cellulaires qui variaient avec l’âge montraient une différence de niveau en fonction du sexe, dont la majorité (53) augmentait davantage chez les femelles que chez les mâles (contre 31 pour lesquels la hausse est plus élevée chez ces derniers). Selon les auteurs, cette plus grande activation de l’immunité chez les femelles pourrait expliquer pourquoi les femmes sont plus susceptibles de développer des maladies auto-immunes.
7. Certains types cellulaires sont synchronisés dans différents organes
Alors que certains changements étaient cantonnés à un seul organe, d’autres reflétaient une synchronisation entre différents tissus. C’est notamment le cas des lymphocytes T auxiliaires et des lymphocytes T cytotoxiques, qui diminuaient dans dix et cinq tissus, respectivement. C’était aussi le cas de cellules endothéliales qui recouvrent les veines (dont le nombre diminue dans les muscles, les ovaires et l’utérus, par exemple).
8. Le vieillissement modifie la programmation génétique des cellules
Les chercheurs ont aussi regardé les changements d’expression génétique au sein de ces différents types cellulaires. Ils ont ainsi montré que le vieillissement perturbe la programmation des cellules : des régions du génome qui n’étaient pas accessibles dans un type cellulaire le deviennent en vieillissant, alors que d’autres qui étaient accessibles ne le sont plus. Mais contrairement à ce qu’on pourrait penser, ces changements ne sont pas simplement la conséquence d’un quelconque chaos. Car les chercheurs ont mis en évidence qu’une partie de ces modifications était la même à travers un grand nombre de types cellulaires. Comme si le vieillissement avait sa propre programmation génétique, qu’il impose partout dans le corps. Un exemple de cette reprogrammation est l’inhibition des gènes impliqués dans les capacités de renouvellement des organes, contre l’activation de gènes pro-inflammatoires.
9. Les régions impliquées dans la régulation du développement sont réduites au silence avec l’âge
À l’inverse des régions qui hébergent des gènes pro-inflammatoires, d’autres régions génomiques deviennent moins accessibles en vieillissant. C’est particulièrement le cas des régions très conservées dans l’évolution, qui sont importantes pour la régulation des processus du développement.
10. Les rétrotransposons bénéficient du vieillissement
Certaines zones du génome étaient davantage exposées avec l’âge, particulièrement celles contenant des rétrotransposons. Ces séquences d’ADN transposable ont la capacité de se déplacer et se multiplier à travers le génome : une fois « lu », l’ARN généré peut être utilisé pour produire de l’ADN, qui va s’insérer dans le génome, copiant ainsi la séquence de base. À cause de ces capacités hors norme, ces éléments d’origine virale peuvent être nuisibles et sont donc réprimés par la cellule. Mais le vieillissement semble permettre un relâchement de cette répression, facilitant l’accessibilité d’environ une cinquantaine de types de rétrotransposons. Cependant, les auteurs soulignent que toutes ces conclusions s’appliquent aux souris, mais qu’il faudra davantage d’études pour vérifier si les mêmes changements surviennent chez l’humain.
Source:
www.sciencesetavenir.fr
