l'"horloge du vieillissement" révèle les processus de vieillissement des cellules immunitaires
Une équipe de chercheurs crée un modèle informatique basé sur l'IA qui rend le vieillissement visible au niveau cellulaire pour la première fois
Non seulement notre corps change avec l'âge, mais notre système immunitaire aussi. Une étude récente menée par le Centre for Individualised Infection Medicine (CiiM) montre exactement comment les cellules immunitaires vieillissent et comment les infections et les vaccinations peuvent influencer ce processus. Le CiiM est une initiative conjointe du Centre Helmholtz de recherche sur les infections (HZI) et de l'École de médecine de Hanovre (MHH). En utilisant une approche de type "big data", les chercheurs ont développé un modèle informatique appelé "Single-Cell Immune Aging Clock", qui peut être utilisé pour déterminer les processus de vieillissement à l'intérieur des cellules immunitaires individuelles. Les scientifiques mettent cette horloge de vieillissement innovante à disposition gratuitement pour d'autres recherches. Ils espèrent qu'elle servira d'outil utile pour mieux comprendre les processus de vieillissement du système immunitaire, en particulier dans le contexte des maladies infectieuses et des troubles immunitaires. L'étude a été publiée dans la revue Nature Aging.
Avec l'âge, le système immunitaire vieillit également. Nous devenons plus sensibles aux infections, les vaccinations fonctionnent moins bien et le risque de développer des troubles liés à l'immunité, tels que les maladies auto-immunes, augmente. "Afin de mieux comprendre comment et où exactement le système immunitaire change avec l'âge et quels facteurs déclenchent ou accélèrent les processus de vieillissement, nous devons nous concentrer sur les acteurs de notre système immunitaire - les cellules immunitaires", explique le professeur Yang Li, chef du département "Computation Biology for Individualised Medicine" (Biologie informatique pour la médecine individualisée) et directeur du CiiM.
L'équipe de Yang Li s'est penchée sur la question suivante : À quoi ressemble le processus de vieillissement dans les différents types de cellules immunitaires ? Pour leur étude, les scientifiques ont utilisé des milliers d'ensembles de données transcriptomiques pour cinq types de cellules immunitaires différents, provenant de sources de données et de littérature librement accessibles. Le transcriptome est l'ensemble des gènes actifs dans une cellule à un moment donné. Au total, les chercheurs ont eu accès à des ensembles de données concernant plus de deux millions de cellules immunitaires provenant d'échantillons de sang prélevés sur un millier de personnes en bonne santé âgées de 18 à 97 ans. Ils ont ensuite utilisé l'apprentissage automatique pour créer un modèle informatique. Ils ont baptisé ce modèle "horloge du vieillissement immunitaire à cellule unique".
"Nous avons pu identifier des gènes spécifiques pour chaque type de cellule immunitaire qui sont impliqués dans d'importants processus immunologiques et dont l'activité change au cours du processus de vieillissement. Ces gènes servent de marqueurs pour le type de cellule immunitaire concerné et de référence pour l'application ultérieure du modèle", explique Yang Li. "Par ailleurs, les gènes que nous avons identifiés jouent un rôle décisif dans le développement des processus inflammatoires. Il est bien connu que les processus de vieillissement sont particulièrement associés aux processus inflammatoires. Notre étude nous a permis de le confirmer une fois de plus."
L'équipe de recherche a ensuite appliqué l'horloge du vieillissement à deux études de cas en utilisant des données de patients. Ils ont voulu savoir comment une infection par COVID-19 ou une vaccination contre la tuberculose affecte les processus de vieillissement au sein des différents types de cellules immunitaires. Chez les patients atteints de COVID-19, les processus de vieillissement n'étaient évidents que dans un seul type de cellules immunitaires, les monocytes. En revanche, chez les personnes atteintes d'une forme légère de la maladie, le vieillissement était nettement moins prononcé. "Nos résultats suggèrent que les infections graves peuvent entraîner un vieillissement plus rapide de nos cellules immunitaires", explique Yang Li. "Mais - et c'est une bonne nouvelle - ces changements semblent être réversibles : Après environ trois semaines, alors que les patients atteints de COVID-19 se rétablissent lentement, les monocytes commencent à retrouver leur profil d'âge d'origine."
Dans la deuxième étude de cas, les chercheurs ont utilisé l'horloge du vieillissement pour examiner l'âge de différents types de cellules immunitaires chez des personnes qui avaient été vaccinées contre la tuberculose. L'équipe a découvert une corrélation intéressante : La vaccination a eu des effets très différents sur un type de cellules immunitaires, les cellules T CD8, en fonction de l'intensité de l'inflammation dans l'organisme. Cependant, chez les personnes présentant des niveaux élevés d'inflammation, la vaccination a eu un effet rajeunissant sur les cellules immunitaires.
"L'horloge du vieillissement immunitaire à cellule unique ouvre pour la première fois des perspectives incroyablement intéressantes sur les processus de vieillissement cellulaire au sein de différents types de cellules immunitaires", déclare Yang Li. "C'est un outil puissant qui pourrait être utilisé à l'avenir pour découvrir d'autres dynamiques du vieillissement immunitaire, pour mieux comprendre les effets des infections et des vaccinations et pour développer de nouvelles approches pour les thérapies et les mesures préventives qui favorisent 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
Wenchao Li, Zhenhua Zhang, Saumya Kumar, Javier Botey-Bataller, Martijn Zoodsma, Ali Ehsani, Qiuyao Zhan, Ahmed Alaswad, Liang Zhou, Inge Grondman, Valerie Koeken, Jian Yang, Gang Wang, Sonja Volland, Tania O. Crişan, Leo A. B. Joosten, Thomas Illig, Cheng-Jian Xu, Mihai G. Netea, Yang Li; "Single-cell immune aging clocks reveal inter-individual heterogeneity during infection and vaccination"; Nature Aging, 2025-3-5
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