Quel âge ont vos cellules ?
Un chercheur californien vient de proposer une méthode révolutionnaire permettant d'évaluer avec un très haut degré de précision l'âge d'une personne à partir d'échantillons de cellules. L'âge estimé d'un échantillon étant associé au nombre de divisions réalisées par les cellules, un fort écart entre l'estimation et l'âge réel pourrait s'avérer un outil puissant pour prédire la survenue des cancers.
Lorsque nos cellules se divisent, notre matériel génétique est dupliqué. Mais ce processus de copie n'est presque jamais parfait (1), et les extrémités de chacun de nos chromosomes (leurs télomères) sont invariablement amputées d'une infime quantité de molécules. Ces télomères n'étant pas porteurs d'information génétique, l'aléa est sans danger pour l'organisme.
En revanche, la longueur des chromosomes s'amenuisant au fil des ans, l'analyse du matériel génétique d'un individu permet d'évaluer grossièrement son âge. Un outil intéressant pour la police scientifique, mais relativement imprécis. Deux raisons à cela : tout d'abord, stress et inflammations provoquent également un raccourcissement des télomères, ce qui brouille un peu les pistes. Mais surtout, il est difficile pour les scientifiques d'estimer "au micromètre près" la longueur d'un chromosome !
Evaluer l'âge des tissus humains
Steve Horvath, généticien californien prolifique, vient de trouver une méthode entièrement nouvelle pour évaluer l'âge des tissus humains. Au lieu de s'intéresser à la taille des extrémités des chromosomes, le chercheur a cherché à tirer profit des connaissances accumulées depuis près de 50 ans quant au mode d'expression des gènes.
En effet, les gènes d'un individu ne s'expriment pas tous simultanément. Leur activité est notamment régulée par de petites molécules, les groupements méthyles (2). Depuis la fin des années 1960, les biologistes ont observé qu'au fil des ans, les groupements méthyles tendent à rester fixés sur certains gènes.
Tirant parti de ses compétences en statistiques (3), le professeur Horvath a procédé à l'analyse de 8.000 prélèvements de tissus humains. Ses conclusions sont sans appel : la quantité de groupements méthyles fixés sur l'ADN croit avec l'âge des individus - très rapidement dans l'enfance, puis à un rythme constant, mais plus modéré, à l'âge adulte.
Le détail du protocole permettant l'évaluation de l'âge d'un individu en fonction de ces critères a été mis à libre disposition des scientifiques par le chercheur. Selon ses estimations, le procédé permet d'estimer l'âge d'un tissu avec une fiabilité proche de 96%.
Evaluer la malignité d'un tissu
Selon le chercheur, le taux de méthylation augmentant avec le nombre de divisions cellulaires, les cellules qui se reproduisent de façon anarchique (par exemple, dans le cas d'un cancer) présenteront nécessairement un âge très nettement supérieur à celles qui composent un tissu sain.
En appliquant sa propre découverte à 6.000 prélèvements de tissus cancéreux (propres à une vingtaine de formes de cancer), Steve Horvath estime que l'âge estimé des cellules malignes est en moyenne supérieur de 36 ans à l'âge réel des malades.
Si elle venait à être confirmée, la découverte du chercheur pourrait avoir de très nombreuses applications, de la prédiction de la malignité de certains prélèvements à l'évaluation de l'efficacité de procédures de rajeunissement cellulaire.
[Mise-à-jour du 23 mars 2015]
Le 19 mars 2015, Steve Horwath a publié un erratum à son étude, soulignant une erreur dans son modèle informatique. "Tous mes résultats qui impliquent des lignes de tissus ou de cellules non cancéreuses restent valables, mais je dois signaler quelques corrections pour les données relatives aux tissus cancéreux. En particulier, je dois revenir sur la déclaration selon laquelle le cancer est associé à une augmentation de la méthylation de l'ADN (associée à une l'accélération de l'âge) dans la plupart des types de cancer. En effet, alors que certains types de cancer montrent une accélération de l'âge, d'autres présentent une décélération de l'âge. Je regrette profondément cette erreur, liée au codage logiciel."
(1) Lors de la multiplication des cellules-souches et les globules blancs du sang, la longueur des télomères reste constante, grâce à l’action d’une enzyme qui vient compléter la chaîne d’ADN après la division.
(2) Ces groupements méthyles interagissent avec les histones (les protéines autour desquelles s’enroulent l’ADN). De façon schématique, la présence de ces groupements méthyles empêche le déroulement de l'ADN, interdisant donc la transcription des gènes.
(3) Prolifique spécialiste en génétique humaine et en statistiques appliquées à la biologie, co-auteur de nombreux articles remarqués, Steve Horvath a conduit les présentes recherches en solitaire.
Source : DNA methylation age of human tissues and cell types. Steve Horvath Genome Biology 2013, doi:10.1186/gb-2013-14-10-r115
A-t-on "l'âge de ses artères" ?
La fréquence de renouvellement des différents tissus est variable, et "l'horloge biologique" associée n'avance donc pas exactement à la même vitesse dans tous les organes. L'estimation de l'âge d'un individu par prélèvement cellulaire doit donc tenir compte du type de cellule prélevé.
D'après les analyses d'Orvath, chez l'homme, les cellules de l'estomac, des muscles, des poumons "vieillissent" environ 20% plus vite que celles de la rate ou de la prostate.
Chez la femme, ce sont les tissus mammaires qui vieillissent le plus rapidement : 20% plus vite que l'épiderme ou les poumons. Inversement, les ovaires vieillissent près de 40% moins vite que ces tissus. Chez les deux sexes, les artères vieillissent à un rythme légèrement supérieur à la moyenne des tissus. L'expression populaire est donc presque exacte : vous avez "l'âge de vos artères", et êtes même probablement... un peu plus jeune !