Les scientifiques prolongent la durée de vie des souris en rétablissant cette connexion cerveau-corps

Republié par Platon

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Il est facile de vilipender la graisse corporelle en la considérant comme une simple couche de rembourrage indésirable assise silencieusement sous la peau. Mais ces cellules sont étonnamment actives. En plus d'être des conteneurs de stockage d'énergie, ils pompent une large gamme d'hormones qui interagissent avec plusieurs organes pour contrôler le métabolisme, les réponses immunitaires et même la reproduction.

Ils pourraient également réglementer longévité avec un partenaire inattendu : le cerveau.

A nouvelle étude chez la souris, on a découvert une « ligne téléphonique » entre les tissus adipeux et un groupe de neurones à l’intérieur de l’hypothalamus, une région située à la base du cerveau qui contrôle les fonctions corporelles de base telles que la régulation de la température et la respiration.

Lorsqu’ils sont jeunes, ces neurones signalent aux tissus adipeux de libérer de l’énergie qui alimente le cerveau. Avec l'âge, la ligne se brise. Les cellules adipeuses ne peuvent plus orchestrer leurs nombreux rôles et les neurones ont du mal à transmettre l’information à travers leurs réseaux.

En utilisant des méthodes génétiques et chimiques, l’équipe a trouvé un marqueur pour ces neurones : une protéine appelée Ppp1r17 (accrocheuse, je sais). La modification du comportement de la protéine chez des souris âgées grâce au génie génétique a prolongé leur durée de vie d’environ sept pour cent. Pour une durée de vie moyenne de 76 ans chez l'homme, l'augmentation se traduit par plus de cinq ans.

Le traitement a également modifié la santé des souris. Les souris adorent courir, mais leur vigueur diminue avec l’âge. La réactivation des neurones chez des souris âgées a ravivé leur motivation, les transformant de patates de canapé en joggeurs impressionnants.

"Nous avons démontré un moyen de retarder le vieillissement et de prolonger la durée de vie en bonne santé chez la souris en manipulant une partie importante du cerveau", a affirmé Valérie Plante. auteur de l'étude, le Dr Shin-ichiro Imai de l'Université de Washington.

L'Internet cerveau-corps

La longévité est compliquée. De multiples facteurs influencent la rapidité avec laquelle nos tissus et organes vieillissent, tels que les fautes de frappe génétiques, l’inflammation, les changements épigénétiques et les problèmes métaboliques.

Mais il y a une conclusion : des décennies de travaux sur plusieurs espèces ont montré que la réduction des calories et l’augmentation de l’exercice physique préservent la jeunesse de plusieurs fonctions organiques à mesure que nous vieillissons. De nombreux avantages proviennent des interactions entre le cerveau et le corps.

Le cerveau n’existe pas dans une cuve. Bien que protégés par une barrière très sélective qui ne laisse passer que certaines molécules, les neurones réagissent aux composants sanguins qui contournent la barrière pour altérer leurs fonctions, par exemple conserver les fonctions d'apprentissage et de mémoire dans la vieillesse.

Des études récentes ont de plus en plus identifié de multiples canaux de communication entre le cerveau et les muscles, le squelette et le foie. Après l'exercice, par exemple, les protéines libérées par l'organisme modifient les fonctions cérébrales, stimulant ainsi l'apprentissage et la mémoire chez les souris vieillissantes et, dans certains cas, les humains âgés. Lorsque ces canaux de communication tombent en panne, cela déclenche des problèmes de santé liés au vieillissement et limite la durée de vie et la durée de santé (le nombre d'années en bonne santé).

La connexion cerveau-corps fonctionne dans les deux sens. Niché profondément à la base du cerveau, l’hypothalamus régule une myriade d’hormones pour modifier les fonctions corporelles. Grâce à ses sécrétions hormonales, la région cérébrale envoie des instructions à un large éventail d’organes, notamment le foie, les muscles, les intestins et les tissus adipeux, modifiant leur comportement avec l’âge.

Souvent surnommé le « centre de contrôle du vieillissement », l’hypothalamus est depuis longtemps une cible pour les chercheurs sur la longévité.

En 2013, une équipe a découvert que la reprogrammation des réponses immunitaires dans la région du cerveau pourrait augmenter la durée de vie. La même année, l’équipe d’Imai découvre activer la région du cerveau fait remonter le temps chez des souris âgées. Comme leurs pairs plus jeunes, ils faisaient davantage d’exercice, avaient un métabolisme plus sain et maintenaient plus facilement leur température corporelle dans des environnements en dehors de leur zone de confort habituelle. Ils dormaient également mieux et leur cerveau envoyait des instructions fidèles à leurs muscles, leur permettant de se promener dans leur environnement.

Pourtant, une question taraudait l’équipe : pourquoi cela a-t-il fonctionné ?

Lignes ouvertes

La nouvelle étude a traqué les neurones de l'hypothalamus qui relient les tissus adipeux au cerveau et à la longévité.

Ils se sont d’abord concentrés sur un sous-ensemble de neurones de l’hypothalamus provenant d’un pool auparavant connu pour réguler le vieillissement. Ces cellules ont un niveau élevé d’une protéine appelée Ppp1r17 – essentiellement un marqueur qui les différencie de tous les autres types de cellules de l’hypothalamus – et pénètrent loin dans le cerveau et dans le corps.

Les neurones « peuvent signaler à un tissu spécifique et réguler sa fonction », a écrit l'équipe. En d’autres termes, ils pourraient potentiellement établir une connexion cerveau-corps.

Pour tester la théorie, l’équipe a éliminé génétiquement Ppp1r17 dans l’hypothalamus de souris âgées de trois mois, soit à peu près l’âge d’un adolescent. En deux mois, les créatures ont explosé. Ils ont commencé à se régaler pendant leur sommeil et n'ont plus ressenti le besoin de courir dans leur roue, un ancien passe-temps favori.

Les changements ont attiré l’attention de l’équipe. On sait que la réduction des calories et de l’exercice augmente la santé des souris de laboratoire et peut-être des humains.

Grâce à l’analyse moléculaire, l’équipe a découvert que les neurones porteurs de Ppp1r17 modifiaient le comportement des cellules adipeuses. La protéine flotte à la fois autour du noyau – la structure en forme de noix qui encapsule notre ADN – et d’autres parties de la cellule.

Chez les jeunes souris, il se trouve à l’intérieur du noyau et active une autoroute nerveuse régulant les tissus adipeux. Il demande aux cellules adipeuses de libérer des réserves d’énergie pendant l’exercice, par exemple, et d’extraire une protéine qui fournit de l’énergie au cerveau. Avec l’âge, toute la boucle se rompt. La protéine dérive du noyau vers d’autres parties du neurone, empêchant ainsi les communications avec les cellules adipeuses.

Dans une tentative de restaurer le système chez des souris vieillissantes, l’équipe a modifié génétiquement une protéine « navette » pour transporter Ppp1r17 vers le noyau. Cette astuce ralentissait les signes du vieillissement.

Pendant ce temps, les cellules adipeuses des souris ont également été rajeunies. Ils ont facilement pompé une hormone essentielle au maintien de la santé de l’hypothalamus. Plutôt que de languir sur le canapé, les souris ont opté pour une course sur leur roue. Comparés à leurs pairs du même âge, ils avaient une fourrure duveteuse et brillante, signe de jeunesse et de santé.

Les résultats suggèrent que le retour de Ppp1r17 dans le noyau maintient une souris en bonne santé même à un âge avancé. Et « remarquablement », a écrit l’équipe, les souris modifiées ont vécu environ sept pour cent plus longtemps que leurs camarades de portée.

En utilisant une autre technologie qui maintenait spécifiquement la protéine à l’intérieur du noyau, l’équipe a récapitulé les résultats. Ces souris âgées couraient également comme le vent, maintenaient leurs tissus adipeux en bon état et connaissaient une durée de vie accrue par rapport à leurs pairs.

L’étude est la dernière en date à cartographier les autoroutes entre le corps et le cerveau dans la quête de la longévité. L’équipe explore davantage les moyens d’optimiser la boucle de rétroaction graisse-cerveau à mesure que nous vieillissons.

Crédit image: Sandy Millier / Unsplash