Pourquoi les cellules, et par extension les humains, vieillissent-ils ? La réponse pourrait avoir beaucoup à voir avec les mitochondries, les organites qui fournissent de l’énergie aux cellules. Bien que cette idée ne soit pas nouvelle, les preuves directes dans les cellules humaines faisaient défaut. Jusqu’à présent.

Dans une étude publiée le 12 janvier dans Communications Biology, une équipe dirigée par des chercheurs de l’université Columbia a découvert que les cellules humaines dont les mitochondries sont déficientes réagissent en passant à la vitesse supérieure et en dépensant plus d’énergie. Si cette adaptation – appelée hypermétabolisme – améliore la survie à court terme des cellules, elle a un coût élevé : une augmentation spectaculaire du taux de vieillissement des cellules.

« Ces résultats ont été obtenus à partir de cellules de patients atteints de maladies mitochondriales rares, mais ils peuvent également être pertinents pour d’autres pathologies qui affectent les mitochondries, notamment les maladies neurodégénératives, les maladies inflammatoires et les infections », explique le chercheur principal, Martin Picard, professeur associé de médecine comportementale (en psychiatrie et en neurologie) au Vagelos College of Physicians and Surgeons de l’université Columbia.

« En outre, l’hypermétabolisme peut être une raison essentielle pour laquelle la plupart des cellules se détériorent à mesure que nous vieillissons. »

Les cellules hypermétaboliques vieillissent plus vite

On supposait généralement que les défauts mitochondriaux (qui altèrent la conversion des sources de nourriture en énergie utilisable) forceraient les cellules à ralentir leur taux métabolique dans le but de conserver l’énergie. Cependant, en analysant l’activité métabolique et la consommation d’énergie des cellules de patients atteints de maladies mitochondriales, les chercheurs ont découvert que les cellules dont les mitochondries sont déficientes doublent leur dépense énergétique. En outre, la réanalyse des données provenant de centaines de patients atteints de différentes maladies mitochondriales a montré que les défauts mitochondriaux augmentent également le coût énergétique de la vie au niveau du corps entier.

Bien que ce surcroît d’énergie permette aux cellules de fonctionner, il dégrade également les télomères de la cellule (les capuchons qui protègent les extrémités de nos chromosomes) et active les réponses au stress et l’inflammation. L’effet net est d’accélérer le vieillissement biologique.

« Lorsque les cellules dépensent plus d’énergie pour fabriquer des protéines et d’autres substances essentielles à la survie à court terme, elles sont susceptibles de voler des ressources aux processus qui assurent la survie à long terme, comme le maintien des télomères », explique Gabriel Sturm, étudiant diplômé et auteur principal de cette étude.

Hypermétabolisme, fatigue et vieillissement

Cet état d’hypermétabolisme pourrait expliquer pourquoi les personnes atteintes de maladies mitochondriales souffrent de fatigue et d’intolérance à l’effort, entre autres symptômes. « Pour compenser l’utilisation d’énergie supplémentaire dans vos cellules, votre corps vous ‘dit’ de ne pas vous surmener, pour conserver l’énergie. Nous observons probablement la même dynamique lorsque les gens vieillissent et que leur vitalité diminue », explique M. Picard.

L’étude n’indique pas de nouveaux remèdes pour les patients atteints de maladies mitochondriales, qui ne peuvent actuellement pas être traitées, mais elle renforce les recommandations actuelles invitant les patients à bouger davantage. « Cela peut sembler contre-intuitif, puisque si vous êtes plus actif, vous allez dépenser plus d’énergie et peut-être aggraver vos symptômes », explique le Dr Sturm. « Mais l’exercice est connu pour augmenter l’efficacité d’un organisme. Un individu qui court, par exemple, utilise moins d’énergie pour soutenir les processus corporels de base qu’une personne qui n’est pas physiquement active. »

L’amélioration de l’efficacité de l’organisme, qui réduirait la consommation d’énergie dans les cellules et améliorerait la fatigue et d’autres symptômes, pourrait expliquer en partie les avantages de l’exercice pour la santé chez les patients atteints de maladies mitochondriales et chez les personnes en bonne santé par ailleurs.

Dans leur recherche de nouveaux traitements pour les maladies mitochondriales, les chercheurs devraient se concentrer sur l’hypermétabolisme, selon M. Picard. « Bien que les défauts mitochondriaux altèrent la capacité des cellules à produire de l’énergie, le manque d’énergie n’est peut-être pas le principal déclencheur de la maladie. Notre étude montre que ces défauts augmentent la consommation d’énergie. Pour faire bouger l’aiguille sur le plan thérapeutique, nous devrons peut-être cibler l’hypermétabolisme. Nous devons poursuivre les recherches pour savoir si cela fonctionnerait. »

L’hypermétabolisme est également commun à d’autres maladies. Si l’augmentation de la dépense énergétique cellulaire joue un rôle causal dans le processus de vieillissement, cibler l’hypermétabolisme pourrait être un moyen d’améliorer la fatigue et la qualité de vie des personnes, voire de ralentir le vieillissement biologique.

Source :https://www.cuimc.columbia.edu/news/overactive-cell-metabolism-linked-biological-aging