Interaction entre la santé métabolique et le vieillissement en bonne santé soutenue
"La découverte d'une intervention de longévité efficace à un âge avancé a été très enthousiasmante pour nous"
Nouvelles découvertes sur le rôle de l'ARN polymérase I dans la longévité et la santé métabolique - une synthèse protéique excessive réduit la durée de vie - lien entre le métabolisme énergétique et le risque de cancer.
Les ribosomes, les "usines de traduction" de la cellule, sont des organites cellulaires qui jouent un rôle central dans la synthèse des protéines, un processus vital pour tous les organismes vivants. Ces minuscules structures, composées d'acide ribonucléique (ARN) et de protéines, sont essentielles à la survie et au fonctionnement normal de la cellule, car les protéines qu'elles produisent sont nécessaires à la quasi-totalité des processus cellulaires, y compris la structure, la fonction et la régulation.
La production des ribosomes commence lorsque l'ARN polymérase I (Pol I) synthétise le pré-ARNr, un transcrit précurseur de l'ARN ribosomal mature (ARNr) qui deviendra plus tard une partie du ribosome. Auparavant, il avait été démontré qu'une faible activité de la Pol I était associée à une plus grande longévité, mais il n'y avait pas d'explication précise à ce phénomène. Une étude publiée dans "Nature Communications" démontre maintenant que la réduction de l'activité de la Pol I chez le nématode Caenorhabditis elegans conduit à une amélioration de la fonction mitochondriale et à un métabolisme plus stable, prolongeant ainsi la durée de vie. Ces résultats ont également des implications pour le vieillissement humain.
L'étude a réuni l'expertise en métabolisme cellulaire et organique et en vieillissement du groupe de recherche "Tolérance au stress et homéostasie" de Maria Ermolaeva à l'Institut Leibniz sur le vieillissement - Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna, et l'expérience en transcription de la Pol I et en biogenèse des ribosomes du groupe de recherche "Épigénétique du vieillissement" de Holger Bierhoff, affilié à l'Université Friedrich Schiller d'Iéna et également associé au FLI.
La biosynthèse de l'ARNr et la biogenèse des ribosomes consomment collectivement jusqu'à 60 % de l'énergie cellulaire. Dans ce contexte, les résultats de l'équipe de recherche soutiennent l'idée que l'inhibition de la Pol I prolonge la durée de vie, la durée de vie en bonne santé et la capacité métabolique en réduisant activement la consommation d'énergie. Il est intéressant de noter que la réduction de l'activité de la Pol I ne génère pas seulement un surplus d'ATP qui peut être utilisé par les voies de contrôle de la qualité cellulaire, mais qu'elle déclenche également un recâblage métabolique pour réduire les dépenses en triglycérides et la respiration mitochondriale. La respiration mitochondriale étant une source clé d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de dommages mitochondriaux au cours du vieillissement, la réduction de cette activité a un effet antivieillissement.
Les chercheurs ont également modifié génétiquement C. elegans afin d'augmenter l'activité de la Pol I. Bien que ces animaux aient montré un avantage précoce en termes de condition physique, avec une augmentation de la taille du corps et des performances neuromusculaires, leur métabolisme s'est détérioré plus rapidement, entraînant un vieillissement prématuré et une mort précoce. Enfin, il a été démontré que la capacité d'allongement de la durée de vie d'une activité Pol I réduite n'est pas limitée par le vieillissement et qu'elle a des effets bénéfiques même à un stade avancé de la vie. "Il était très intéressant pour nous de découvrir une intervention de longévité efficace en fin de vie, car des travaux antérieurs effectués par nous et par d'autres ont montré que la vieillesse était un facteur limitant l'efficacité d'interventions connues telles que la metformine et la restriction alimentaire", déclare Maria Ermolaeva. "Il était également passionnant de découvrir une intervention géroprotectrice qui agit en supprimant activement le métabolisme énergétique. Des études menées sur des espèces à très longue durée de vie, comme la baleine boréale et le rat-taupe nu, ont révélé qu'un métabolisme énergétique réduit faisait partie de leurs principaux avantages génétiques. Nous avons maintenant découvert une intervention qui peut potentiellement reproduire cette caractéristique positive chez l'homme".
Étant donné que les chercheurs ont également inclus des cellules humaines dans leurs études, les résultats pourraient également s'appliquer au vieillissement humain. "Le vieillissement est le principal facteur de risque de développement d'un cancer, qui est presque toujours associé à une biogenèse élevée des ribosomes", explique Holger Bierhoff. "Une réduction modérée de la synthèse de l'ARNr, en particulier à un âge avancé, pourrait être une option viable non seulement pour améliorer la santé métabolique, mais aussi pour réduire le risque de cancer", ajoute-t-il. Enfin, l'étude souligne qu'un apport excessif en protéines alimentaires - une auto-intervention courante qui facilite la croissance musculaire en combinaison avec des exercices de musculation - comporte des risques potentiels, car il stimule également l'activité de la Pol I. À l'instar des résultats obtenus chez les nématodes renforcés par la Pol I, la surconsommation d'aliments et de suppléments riches en protéines peut améliorer la condition physique à court terme, mais peut accélérer le processus de vieillissement métabolique à long terme, ce qui risque d'entraver le fonctionnement des organes à un stade avancé de la vie.
L'étude fournit des informations importantes sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la longévité. La régulation ciblée de l'activité de la Pol I pourrait ouvrir de nouvelles voies pour le développement de thérapies visant à promouvoir un vieillissement en bonne santé.
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
Samim Sharifi, Prerana Chaudhari, Asya Martirosyan, Alexander Otto Eberhardt, Finja Witt, André Gollowitzer, Lisa Lange, Yvonne Woitzat, Eberechukwu Maryann Okoli, Huahui Li, Norman Rahnis, Joanna Kirkpatrick, Oliver Werz, Alessandro Ori, Andreas Koeberle, Holger Bierhoff, Maria Ermolaeva; "Reducing the metabolic burden of rRNA synthesis promotes healthy longevity in Caenorhabditis elegans"; Nature Communications, Volume 15, 2024-2-24
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