Beaucoup d’humains ne sont pas satisfaits de leur santépan, la période de la vie que l’on passe en bonne santé. Les maladies associées au vieillissement volent notre vitalité et nous empêchent de vivre lorsque nous étions jeunes.
« Quand vous avez 60 ans, [vous] vivez jusqu’à 80 ans et puis, pendant 20 ans, [vous devenez] progressivement en mauvaise santé. Nous aimerions changer votre santé. » a déclaré Anthony De Tomaso, professeur au département de biologie moléculaire, cellulaire et du développement de l’UC Santa Barbara, qui dirige une équipe dans l’étude du vieillissement du système vasculaire. Fidèle aux paroles de De Tomaso, la plupart des gens souhaiteraient une santé plus longue, vivre comme un homme de 60 ans dans les années 80, avec une qualité de vie comparable.
Les gens se rapprochent de l’acquisition de maladies graves dans le processus de vieillissement. Une personne meurt toutes les 36 secondes d’une maladie cardiovasculaire rien qu’aux États—Unis – dont la plupart ont plus de 75 ans. Même lorsqu’il n’est pas assiégé par la maladie, le système vasculaire usé diminue en flexibilité et les personnes ont également une mobilité réduite. Par exemple, ils peuvent ne pas être en mesure de pratiquer des sports de haute intensité. Outre les maladies vasculaires, les aînés ont également une probabilité plus élevée de contracter un cancer.
Cependant, De Tomaso et son équipe ont obtenu des résultats grâce à leurs recherches qui pourraient éclairer les traitements contre ces maladies en étudiant le système vasculaire d’un organisme modèle dans des recherches publiées dans Frontiers.
Ils ont été créatifs lors du choix de l’organisme dans lequel étudier les vaisseaux. Au lieu de certains modèles couramment utilisés tels que les souris ou les vers, ils ont travaillé sur Botryllus schlosseri, un type de tunicier dont le système vasculaire se développe en dehors de son corps. L’accessibilité de ses cellules vasculaires a permis aux chercheurs de découper des morceaux de vaisseaux, de regarder comment les vaisseaux repoussent ou régressent en temps réel et d’apprendre quels gènes sont exprimés à un stade particulier à l’aide de méthodes de séquençage de l’ADN (ou ARNm).
L’une des questions qu’ils ont posées était de savoir en quoi une cellule de vaisseau sanguin d’apparence ancienne est différente d’une cellule d’apparence jeune. La réponse était qu’en vieillissant, les cellules forment des vaisseaux plus étroits qui ne permettent au sang de circuler que lentement. Lorsque la vitesse d’écoulement atteint le seuil inférieur, le vieillissement s’arrête et la mort dépasse l’organisme.
La question suivante s’est posée immédiatement après: Comment la génétique affecte-t-elle le processus de vieillissement?
Après avoir travaillé en étroite collaboration avec ces organismes modèles, les chercheurs ont confirmé que l’expression des gènes liés aux fonctions du cytosquelette et de la matrice extracellulaire (ECM) changeait beaucoup en vieillissant. Le cytosquelette est analogue à notre squelette, mais à une échelle beaucoup plus petite: ils soutiennent les cellules de l’intérieur. L’ECM est un réseau 3D qui prend en charge ses cellules environnantes à l’extérieur. Lorsque le cytosquelette et l’ECM ne fonctionnent pas aussi bien en raison du vieillissement, les cellules vasculaires ont une structure plus désorganisée et se raidissent.
Bien qu’elles expriment des gènes différents, les vieilles cellules et les jeunes cellules ne diffèrent pas dans leurs séquences d’ADN du cytosquelette et de l’ECM. Au lieu de cela, cette expression différentielle résulte de changements épigénétiques, qui sont des modifications de l’expression génique qui n’impliquent pas de changements dans les séquences d’ADN elles-mêmes, telles que des différences dans la façon dont les protéines interagissent avec un brin d’ADN. Par exemple, certaines protéines qui inhibent normalement l’expression d’un gène propre aux jeunes cellules peuvent être produites près du brin d’ADN à une concentration beaucoup plus élevée qu’auparavant, ce qui provoque la mise en sourdine de ce gène, ce qui pourrait entraîner un vieillissement cellulaire.
Cette découverte clé, selon laquelle les cellules âgées et jeunes diffèrent dans leurs expressions épigénétiques, a été prouvée par une expérience d’ablation, au cours de laquelle les chercheurs ont coupé un morceau des vaisseaux sanguins des jeunes et des vieux B. schlosseri et ont observé si les vaisseaux repousseraient. À leur grande surprise, les vieux et les jeunes organismes ont régénéré des vaisseaux, mais les anciens n’ont pu régénérer que des cellules d’apparence ancienne, qui ont formé des vaisseaux étroits. Il semble que le vieillissement n’inhibe pas la capacité de régénération d’un vaisseau, mais il détermine à quoi ressemblent les cellules régénérées.
Bien que les résultats de l’étude ne soient pas applicables dans la vie réelle actuellement, ils nous permettent de mieux comprendre comment le processus de vieillissement apporte des différences pour les cellules à différents âges, selon De Tomaso. Reconnaître la différence entre le résultat souhaité, qui est la jeune cellule, et la cible, la vieille cellule, est la première étape importante pour comprendre comment éventuellement rajeunir nos vieux vaisseaux.
En plus de fournir des implications pour de futures études sur les maladies vasculaires, ces résultats pourraient également éclairer le traitement du cancer.
Les chercheurs ont traité B. schlosseri avec un type de médicament anti-cancer appelé BAPN, qui inhibe la croissance de nouveaux vaisseaux dans les tumeurs. En réponse au BAPN, les jeunes cellules des vaisseaux sanguins se suicident, mais pas les vieilles cellules. Cela a immédiatement attiré l’attention des chercheurs car la réaction des jeunes cellules est un résultat souhaité lors de la lutte contre une tumeur.
Comme une tumeur a également besoin de nutriments, elle incite les vaisseaux sanguins à se développer vers elle-même et à servir de tuyau de distribution de nourriture. Si les chercheurs peuvent inciter une tumeur à se comporter comme B. schlosseri et provoquer le retrait des vaisseaux sanguins nouvellement formés de la tumeur de manière contrôlée sans endommager d’autres tissus, ils pourraient se rapprocher du développement de remèdes pour une variété de cancers.