À quel moment commençons-nous à vieillir ?
Vieillissement préprogrammé : la croissance contrôlée par les gènes dans la jeunesse entraîne le vieillissement des cellules souches sanguines à un âge avancé
Tout au long de la vie, le sang est constamment renouvelé à partir des cellules souches sanguines. Cependant, ces cellules perdent leur fonctionnalité à un âge avancé. Des chercheurs de l'Institut Leibniz sur le vieillissement - Institut Fritz Lipmann (FLI) ont maintenant trouvé un mécanisme génétique responsable du vieillissement des cellules souches hématopoïétiques. Le gène Igf2bp2 est important dans la jeunesse pour la pleine fonction de ces cellules, car il active leur croissance et leur métabolisme. Cependant, lorsque le gène est absent, la perte de fonction des cellules souches associée au vieillissement est étonnamment diminuée. Le vieillissement éventuel des cellules souches hématopoïétiques est apparemment déjà préprogrammé par leur croissance génétique au cours de la jeunesse.
Le facteur de croissance Igf2bp2 contrôle la croissance et l'activité métabolique des cellules souches sanguines à un jeune âge et contribue à la perte de fonction des cellules souches associée à l'âge, plus tard dans la vie.
Gerd Altmann / Pixabay
À quel moment commençons-nous à vieillir ? Les scientifiques spéculent sur cette question depuis un certain temps. Le vieillissement commence-t-il déjà au début de la vie, ou le processus commence-t-il dès l'embryon ? Les premières études sur les vers ont montré que l'absence de certains gènes de croissance ralentit leur développement mais peut aussi retarder leur vieillissement. La question de savoir si ce lien existe également chez les mammifères n'était pas claire jusqu'à présent et a donc été examinée plus en détail dans l'étude actuelle, portant sur les cellules souches hématopoïétiques de souris, qui vient d'être publiée dans la revue Blood.
Le facteur de croissance Igf2bp2 contrôle la fonction des cellules souches sanguines au début de la vie
Des chercheurs de l'Institut Leibniz sur le vieillissement - Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna ont pu démontrer que chez la souris, le facteur de croissance Igf2bp2 contrôle la fonction des cellules souches hématopoïétiques au début de l'âge adulte en activant le métabolisme et la croissance des cellules souches. "Ensuite, le gène est réduit au silence et perd sa fonction, il ne montre pratiquement aucune activité dans les cellules souches à un âge avancé", explique le Prof. K. Lenhard Rudolph, chef de groupe de recherche au FLI et professeur de médecine moléculaire à la FSU Jena. "De manière surprenante, les souris chez lesquelles le gène est muté présentent une réduction de la perte de fonction des cellules souches sanguines associée à l'âge, même si le gène n'est plus actif. Cela suggère que la fonction du gène Igf2bp2 au début de la vie entraîne le vieillissement des cellules souches."
Les cellules souches hématopoïétiques de la moelle osseuse assurent en permanence l'approvisionnement du système sanguin en nouvelles cellules tout au long de la vie et permettent de déclencher immédiatement la production des cellules sanguines nécessaires dans des conditions de stress telles que des infections, des inflammations ou des hémorragies. La formation du sang, également appelée hématopoïèse, est régulée par un système complexe de cellules souches. L'activité du métabolisme et des signaux de croissance contribue de manière décisive au développement de la fonction des cellules souches. Cependant, avec le vieillissement de l'organisme, l'augmentation de l'activité métabolique peut également conduire à l'épuisement fonctionnel des cellules souches hématopoïétiques. La question de savoir si l'activité métabolique et de division des cellules souches hématopoïétiques pendant le développement embryonnaire ou à l'adolescence prédétermine déjà le vieillissement ultérieur des cellules n'avait pas été rapportée auparavant et a donc fait l'objet de la présente étude.
Le vieillissement des cellules souches hématopoïétiques pourrait être préprogrammé dans la mémoire du développement de la cellule.
Les résultats expérimentaux de l'étude actuelle suggèrent que l'activation de la croissance et du métabolisme chez les souris juvéniles préprogramme la perte de fonction ultérieure des cellules souches hématopoïétiques et l'inscrit dans la mémoire cellulaire. Le gène Igf2bp2 stimule la croissance et l'activité métabolique à un jeune âge, mais ces activités contribuent à la perte de fonction des cellules souches hématopoïétiques associée à l'âge, plus tard dans la vie.
"Les résultats de l'étude montrent qu'une certaine croissance et une activité métabolique sont nécessaires au développement non perturbé de nos cellules souches sanguines. Cependant, ces deux processus s'inscrivent simultanément dans nos cellules comme une sorte de mémoire et contribuent ensuite à la perte de fonction des cellules souches sanguines plus tard dans la vie", postule le professeur Rudolph. "Les principes mécanistes qui sous-tendent cette mémoire cellulaire sont encore largement inconnus. Mais si nous étions en mesure de le comprendre suffisamment bien, de nouvelles thérapies pourraient être développées pour améliorer la santé des personnes âgées."
Un nouveau sous-groupe de cellules souches du sang
La présente étude a été réalisée en coopération avec le professeur Adam L. MacLean, biologiste des systèmes, et sa collaboratrice, Megan Rommelfanger, de l'université de Californie du Sud, à Los Angeles, aux États-Unis. Ce groupe de recherche est spécialisé dans l'étude des gènes au niveau de la cellule unique. Grâce à cette expertise, les scientifiques ont pu identifier un nouveau sous-ensemble de cellules souches hématopoïétiques qui présentent une activité particulièrement forte du métabolisme et de la croissance dépendant de l'Igf2bp2 chez les souris adolescentes.
"La phase d'activité du gène Igf2bp2 à un jeune âge pourrait déclencher une sorte de mémoire dans les cellules souches sanguines", spéculent les chercheurs, "qui contribue ensuite au dysfonctionnement du système sanguin plus tard à un âge avancé". Le Dr Miaomiao Suo, premier auteur de l'étude, pense que les modifications chimiques de l'information génétique, ou facteurs épigénétiques, pourraient être significatives ici. "Nous vieillissons parce que nous grandissons. Nous ne pouvons pas contourner cela. Mais il pourrait être possible à l'avenir d'effacer la mémoire cellulaire de l'activité métabolique et de croissance, ce qui permettrait d'améliorer le processus de vieillissement", conclut le professeur Rudolph.
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
Age-dependent effects of Igf2bp2 on gene regulation, function, and aging of hematopoietic stem cells in mice. Miaomiao Suo, Megan K. Rommelfanger, Yulin Chen, Elias Moris Amro, Bing Han, Zhiyang Chen, Karol Szafranski, Sundaram Reddy Chakkarappan, Bernhard O. Boehm, Adam L. MacLean, K. Lenhard Rudolph. Blood 2022, 139(17): 2653-65.
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