Pourquoi les cellules, et par extension les humains, vieillissent-elles ? 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, il manquait des preuves directes dans les cellules humaines. Jusqu’à maintenant.
Dans une étude publiée dans Communications Biology , une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université de Columbia a découvert que les cellules humaines dont les mitochondries sont endommagées réagissent en accélérant et en dépensant plus d’énergie. Bien que cette adaptation, appelée hypermétabolisme, améliore la survie à court terme des cellules, elle a un coût élevé : une augmentation spectaculaire de la vitesse à laquelle les cellules vieillissent.
"Les résultats ont été réalisés sur des cellules de patients atteints de maladies mitochondriales rares , mais pourraient également être pertinents pour d’autres affections affectant les mitochondries, notamment les maladies neurodégénératives, les affections inflammatoires et les infections", explique le chercheur principal Martin Picard, PhD, professeur agrégé de comportement. médecine (en psychiatrie et neurologie) au Collège des médecins et chirurgiens de l’Université Columbia.
« De plus, l’hypermétabolisme peut être l’une des principales raisons pour lesquelles la plupart des cellules se détériorent avec l’âge. »
Les défauts mitochondriaux causés par des mutations génétiques rares entraînent une augmentation du métabolisme des cellules humaines. Même si cela contribue à la survie à court terme, cela a un coût élevé : une augmentation spectaculaire de la vitesse à laquelle les cellules vieillissent. L’hypermétabolisme peut également être une des principales raisons pour lesquelles la plupart des cellules se détériorent à mesure que nous vieillissons. CRÉDIT : Centre médical Irving de l’Université Columbia (Martin Picard)
Les cellules hypermétaboliques vieillissent plus vite
Il était généralement admis que les défauts mitochondriaux (qui nuisent à la conversion des sources alimentaires en énergie utilisable) obligeraient 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 altérées doublent leur dépense énergétique. En outre, la réanalyse des données 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 cette augmentation d’énergie maintienne le fonctionnement des cellules, elle dégrade également les télomères des cellules (capuchons qui protègent les extrémités de nos chromosomes) et active les réponses au stress et à l’inflammation. L’effet net accélère le vieillissement biologique.
"Lorsque les cellules dépensent plus d’énergie pour produire 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 la maintenance des télomères", explique Gabriel Sturm, étudiant diplômé et auteur principal de cette étude.
Hypermétabolisme, fatigue et vieillissement
Cet état hypermétabolique pourrait expliquer pourquoi les personnes atteintes de maladies mitochondriales souffrent de fatigue et d’intolérance à l’exercice , entre autres symptômes. « Pour compenser la consommation d’énergie supplémentaire de vos cellules, votre corps vous « dit » de ne pas trop vous forcer, d’économiser de l’énergie. « Nous assisterons probablement à la même dynamique à mesure que les gens vieillissent et que leur vitalité diminue », explique Picard.
L’étude ne propose aucun nouveau remède pour les patients atteints de maladies mitochondriales, qui ne sont actuellement pas traitables, mais renforce les recommandations actuelles invitant les patients à bouger davantage. "Cela peut sembler contre-intuitif, car si vous êtes plus actif, vous dépenserez plus d’énergie et risquerez d’aggraver vos symptômes", explique Sturm. « Mais on sait que l’exercice augmente l’efficacité d’un organisme. "Une personne qui court, par exemple, utilise moins d’énergie pour maintenir les processus corporels de base qu’une personne qui n’est pas physiquement active."
L’amélioration de l’efficacité du corps, qui réduirait la consommation d’énergie des cellules et améliorerait la fatigue et d’autres symptômes, pourrait expliquer en partie les bienfaits de l’exercice sur la santé des patients atteints de maladies mitochondriales et des personnes en bonne santé.
Dans leur recherche de nouveaux traitements pour les maladies mitochondriales, les chercheurs devraient se concentrer sur l’hypermétabolisme, dit Picard. « Bien que les défauts mitochondriaux affectent la capacité des cellules à produire de l’énergie, le déficit énergétique n’est peut-être pas le principal initiateur de la maladie. Notre étude montre que ces défauts augmentent la consommation d’énergie. Pour déplacer l’aiguille de manière thérapeutique, nous devrons peut-être cibler l’hypermétabolisme. "Nous avons besoin de plus de 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 peut être un moyen d’atténuer la fatigue, d’améliorer la qualité de vie des personnes ou même de retarder le vieillissement biologique.
