Votre foie a un peu moins de trois ans
Les résultats montrent que le vieillissement n'influence pas le renouvellement du foie.
Le foie a une capacité unique à se régénérer après avoir été endommagé. Cependant, on ignorait si cette capacité diminuait avec l'âge. Des scientifiques internationaux dirigés par le Dr Olaf Bergmann du Centre pour les thérapies régénératives de Dresde (CRTD) de l'Université technique de Dresde ont utilisé une technique connue sous le nom de datation rétrospective au radiocarbone pour déterminer l'âge du foie humain. Ils ont montré que, quel que soit l'âge de la personne, le foie a toujours en moyenne moins de trois ans. Les résultats démontrent que le vieillissement n'influence pas le renouvellement du foie, ce qui fait du foie un organe qui remplace ses cellules aussi bien chez les jeunes que chez les personnes âgées. L'étude interdisciplinaire a été publiée dans la revue Cell Systems.
Le foie humain est composé de cellules avec différentes quantités d'ADN. La plupart des cellules ne possèdent que deux copies d'ADN, comme la cellule indiquée par une flèche blanche. Certaines cellules accumulent plus de jeux d'ADN, comme celles indiquées par des flèches jaunes. Ces différents types de cellules se renouvellent différemment.
© Paula Heinke
Le foie est un organe essentiel qui se charge d'éliminer les toxines présentes dans notre corps. Comme il est constamment confronté à des substances toxiques, il est susceptible d'être régulièrement blessé. Pour y remédier, le foie possède une capacité unique parmi les organes à se régénérer après un dommage. Étant donné qu'une grande partie de la capacité du corps à se guérir et à se régénérer diminue avec l'âge, les scientifiques se sont demandés si la capacité du foie à se renouveler diminuait également avec l'âge.
La nature du renouvellement du foie chez l'homme restait également un mystère. Les modèles animaux apportaient des réponses contradictoires. "Certaines études indiquaient la possibilité que les cellules du foie aient une longue durée de vie, tandis que d'autres montraient un renouvellement constant. Il était clair pour nous que si nous voulions savoir ce qui se passe chez l'homme, nous devions trouver un moyen d'évaluer directement l'âge des cellules hépatiques humaines", explique le Dr Olaf Bergmann, chef du groupe de recherche du Centre des thérapies régénératives de Dresde (CRTD) à l'Université technique de Dresde.
Le foie humain reste un organe jeune
L'équipe interdisciplinaire de biologistes, de physiciens, de mathématiciens et de cliniciens dirigée par le Dr Bergmann a analysé les foies de plusieurs personnes décédées à des âges compris entre 20 et 84 ans. De manière surprenante, l'équipe a montré que les cellules du foie de tous les sujets avaient plus ou moins le même âge.
"Peu importe que vous ayez 20 ou 84 ans, votre foie reste en moyenne un peu moins de trois ans", explique le Dr Bergmann. Les résultats montrent que l'ajustement de la masse du foie aux besoins de l'organisme est étroitement régulé par le remplacement constant des cellules hépatiques et que ce processus est maintenu même chez les personnes âgées. Ce remplacement continu des cellules hépatiques est important pour divers aspects de la régénération du foie et de la formation du cancer.
Les cellules hépatiques avec plus d'ADN se renouvellent moins
Cependant, toutes les cellules de notre foie ne sont pas aussi jeunes. Une fraction des cellules peut vivre jusqu'à 10 ans avant de se renouveler. Cette sous-population de cellules hépatiques porte plus d'ADN que les cellules typiques. "La plupart de nos cellules ont deux jeux de chromosomes, mais certaines cellules accumulent plus d'ADN en vieillissant. Au final, ces cellules peuvent porter quatre, huit, voire plus de jeux de chromosomes", explique le Dr Bergmann.
"Lorsque nous avons comparé les cellules hépatiques typiques aux cellules plus riches en ADN, nous avons constaté des différences fondamentales dans leur renouvellement. Les cellules typiques se renouvellent environ une fois par an, tandis que les cellules plus riches en ADN peuvent rester dans le foie jusqu'à une décennie", explique le Dr Bergmann. "Comme cette fraction augmente progressivement avec l'âge, il pourrait s'agir d'un mécanisme de protection qui nous préserve de l'accumulation de mutations nocives. Nous devons découvrir s'il existe des mécanismes similaires dans les maladies chroniques du foie, qui peuvent dans certains cas se transformer en cancer."
Les leçons des retombées nucléaires
Déterminer l'âge biologique des cellules humaines est un défi technique de taille, car les méthodes couramment utilisées dans les modèles animaux ne peuvent pas être appliquées aux humains.
Le groupe du Dr Bergmann est spécialisé dans la datation de naissance rétrospective au radiocarbone et utilise cette technique pour évaluer l'âge biologique des tissus humains. Le carbone est un élément chimique omniprésent qui constitue l'épine dorsale de la vie sur Terre. Le radiocarbone est l'un des différents types de carbone. Il apparaît naturellement dans l'atmosphère. Les plantes l'incorporent par photosynthèse, de la même manière que le carbone classique, et le transmettent aux animaux et aux humains. Le radiocarbone est faiblement radioactif et instable. Ces caractéristiques sont mises à profit en archéologie pour déterminer l'âge d'échantillons anciens.
"Les archéologues utilisent avec succès la désintégration du radiocarbone depuis de nombreuses années pour évaluer l'âge des spécimens, un exemple étant la datation du linceul de Turin", explique le Dr Bergmann. "La désintégration radioactive du radiocarbone est très lente. Elle offre une résolution suffisante pour les archéologues, mais elle n'est pas utile pour déterminer l'âge des cellules humaines. Néanmoins, nous pouvons toujours tirer parti du radiocarbone dans nos recherches."
Les essais nucléaires en surface effectués dans les années 1950 ont introduit des quantités massives de radiocarbone dans l'atmosphère, dans les plantes et dans les animaux. En conséquence, les cellules formées à cette époque ont des quantités plus élevées de radiocarbone dans leur ADN.
Après l'interdiction officielle des essais nucléaires en surface en 1963, les quantités de radiocarbone atmosphérique ont commencé à diminuer, tout comme les quantités de radiocarbone incorporées dans l'ADN des animaux. Les valeurs du radiocarbone atmosphérique et cellulaire correspondent très bien l'une à l'autre.
"Même s'il s'agit de quantités négligeables qui ne sont pas nocives, nous pouvons les détecter et les mesurer dans les échantillons de tissus. En comparant les valeurs aux niveaux de radiocarbone atmosphérique, nous pouvons rétrospectivement établir l'âge des cellules", explique le Dr Bergmann.
Des connaissances inégalées en provenance directe de la source
Le groupe Bergmann explore également les mécanismes qui régissent la régénération d'autres tissus considérés comme statiques, tels que le cerveau ou le cœur. L'équipe a déjà utilisé son expertise en matière de datation rétrospective des naissances au radiocarbone pour montrer que la formation de nouvelles cellules cérébrales et cardiaques ne se limite pas à la période prénatale mais se poursuit tout au long de la vie. Actuellement, le groupe cherche à savoir si de nouvelles cellules du muscle cardiaque humain peuvent encore être générées chez les personnes souffrant de maladies cardiaques chroniques.
"Notre recherche montre que l'étude du renouvellement cellulaire directement chez l'homme est techniquement très difficile, mais qu'elle peut fournir des informations inégalées sur les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents de la régénération des organes humains", conclut le Dr Bergmann.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Paula Heinke, Fabian Rost, Julian Rode, Palina Trus, Irina Simonova, Enikő Lazar, Joshua Feddema, Thilo Welsch, Kanar Alkass, Mehran Salehpour, Andrea Zimmermann, Daniel Seehofer, Göran Possnert, Georg Damm, Henrik Druid, Lutz Brusch, Olaf Bergmann: Diploid hepatocytes drive physiological liver renewal in adult humans. Cell Systems (Mai 2022)
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