L’âge biologique des humains et des souris subit une augmentation rapide en réponse à diverses formes de stress, qui s’inverse après la guérison, selon une nouvelle étude. Ces changements se produisent sur des périodes relativement courtes de quelques jours ou mois, ce qui est cohérent avec plusieurs horloges de vieillissement épigénétiques indépendantes.
Résumé Le vieillissement est classiquement conceptualisé comme une trajectoire croissante d’accumulation de dommages et de perte de fonction, conduisant à une morbidité et une mortalité accrues . Cependant, des études in vitro récentes ont évoqué la possibilité d’ un renversement de l’âge. Nous rapportons ici que l’âge biologique est fluide et présente des changements rapides dans les deux sens. Aux niveaux épigénétique, transcriptomique et métabolomique, nous avons constaté que l’âge biologique des jeunes souris est augmenté par la parabiose hétérochronique et restauré après détachement chirurgical. Nous avons également identifié des changements transitoires dans l’âge biologique lors d’interventions chirurgicales majeures, de grossesses et de cas graves de COVID-19 chez l’homme et/ou la souris . Ensemble, ces données montrent que l’âge biologique subit une augmentation rapide en réponse à diverses formes de stress, qui s’inverse après la récupération du stress. Notre étude révèle une nouvelle couche de dynamique du vieillissement qui devrait être prise en compte dans les études futures. L’élévation de l’âge biologique due au stress peut constituer une cible quantifiable et réalisable pour de futures interventions. |
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L’âge biologique des humains et des souris subit une augmentation rapide en réponse à diverses formes de stress, qui s’inverse après la récupération du stress, selon une étude publiée dans la revue Cell Metabolism . Ces changements se produisent sur des périodes relativement courtes de quelques jours ou mois, ce qui est cohérent avec plusieurs horloges de vieillissement épigénétiques indépendantes.
"Cette découverte d’un âge fluide, fluctuant et malléable remet en question la conception de longue date d’une trajectoire ascendante unidirectionnelle de l’âge biologique au cours de la vie", déclare James White, co-auteur principal de l’étude, de la Faculté de médecine de l’Université Duke. "Des rapports antérieurs ont fait allusion à la possibilité de fluctuations à court terme de l’âge biologique, mais la question de savoir si de tels changements sont réversibles, jusqu’à présent, est restée inexplorée. De manière critique, les déclencheurs de tels changements étaient également inconnus."
On pense que l’âge biologique des organismes augmente constamment tout au long de la vie, mais il est désormais clair que l’âge biologique n’est pas indélébile lié à l’âge chronologique. Les individus peuvent être biologiquement plus âgés ou plus jeunes que ce que leur âge chronologique implique. En outre, de plus en plus de preuves issues de modèles animaux et humains indiquent que l’âge biologique peut être influencé par les maladies, les traitements médicamenteux, les changements de mode de vie et les expositions environnementales, entre autres facteurs.
"Malgré la reconnaissance largement répandue selon laquelle l’âge biologique est au moins quelque peu malléable, la mesure dans laquelle l’âge biologique subit des changements réversibles tout au long de la vie et les événements qui déclenchent de tels changements restent inconnus", déclare Vadim Gladyshev, co-auteur de l’étude, du Brigham and Women’s Hospital. , Faculté de médecine de Harvard.
Pour combler ce manque de connaissances, les chercheurs ont exploité la puissance des horloges de méthylation de l’ADN, qui ont été innovées sur la base de l’observation selon laquelle les niveaux de méthylation de divers sites du génome changent de manière prévisible au fil du temps. âge chronologique. Ils ont mesuré les changements d’âge biologique chez les humains et les souris en réponse à divers stimuli stressants. Dans une série d’expériences, les chercheurs ont joint chirurgicalement des paires de souris âgées de 3 et 20 mois dans le cadre d’une procédure connue sous le nom de parabiose hétérochronique .
Les résultats ont révélé que l’âge biologique peut augmenter pendant des périodes relativement courtes en réponse au stress, mais que cette augmentation est transitoire et tend à revenir à la valeur de base après la récupération du stress. Aux niveaux épigénétique, transcriptomique et métabolomique, l’âge biologique des jeunes souris a été augmenté par parabiose hétérochronique et restauré après détachement chirurgical.
"Une augmentation de l’âge biologique suite à une exposition à du sang vieilli est cohérente avec les rapports précédents faisant état de changements néfastes liés à l’âge dans les procédures d’échange sanguin hétérochroniques", explique le premier auteur Jesse Poganik du Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School. "Cependant, la réversibilité de tels changements, comme nous l’avons observé, n’a pas encore été rapportée. À partir de ces premières informations, nous avons émis l’hypothèse que d’autres situations naturelles pourraient également déclencher des changements réversibles dans l’âge biologique ."
Comme prévu, des changements transitoires dans l’âge biologique se sont également produits lors d’interventions chirurgicales majeures, de grossesses et de cas graves de COVID-19 chez l’homme ou la souris. Par exemple, les patients traumatisés ont connu une augmentation brutale et rapide de leur âge biologique après une intervention chirurgicale d’urgence. Cependant, cette augmentation a été inversée et l’âge biologique a été rétabli à son niveau initial dans les jours suivant l’intervention chirurgicale. De même, les femmes enceintes ont connu une récupération de l’âge biologique post-partum à des vitesses et des ampleurs différentes, et un médicament immunosuppresseur appelé tocilizumab a amélioré la récupération de l’âge biologique des patients convalescents atteints de COVID-19.
"Les résultats suggèrent qu’un stress sévère augmente la mortalité, au moins en partie, en augmentant l’âge biologique", explique Gladyshev. "Cette notion suggère immédiatement que la mortalité peut diminuer en réduisant l’âge biologique et que la capacité à se remettre du stress peut être un déterminant important du vieillissement et de la longévité. Enfin, l’âge biologique peut être un paramètre utile pour évaluer le stress." physiologique et son soulagement."
Des résultats supplémentaires ont montré que les horloges de méthylation de l’ADN humain de deuxième génération fournissent des résultats cohérents, alors que les horloges de première génération manquent généralement de sensibilité pour détecter les changements transitoires de l’âge biologique. "Quelle que soit la raison sous-jacente, ces données mettent en évidence l’importance cruciale d’une sélection judicieuse des horloges de méthylation de l’ADN appropriées à l’analyse en question, en particulier à la lumière des nombreuses horloges qui émergent continuellement", explique Gladyshev.
Bien que cette étude mette en lumière un aspect jusqu’alors méconnu de la nature du vieillissement biologique, les chercheurs reconnaissent certaines limites importantes. Bien qu’ils aient caractérisé le modèle de parabiose à plusieurs niveaux omiques, ils se sont principalement appuyés sur les horloges de méthylation de l’ADN pour déduire l’âge biologique dans les études humaines, car ces outils sont les biomarqueurs de vieillissement les plus puissants actuellement disponibles. En outre, les résultats sont limités dans leur capacité à étudier les liens entre les fluctuations à court terme de l’âge biologique et les trajectoires du vieillissement biologique tout au long de la vie.
"Notre étude révèle une nouvelle couche de dynamique du vieillissement qui devrait être prise en compte dans les études futures", explique White. "Un domaine clé pour des recherches plus approfondies est de comprendre comment des élévations transitoires de l’âge biologique ou une récupération réussie après de telles augmentations peuvent contribuer à un vieillissement accéléré au cours de la vie."
