Les scientifiques ont utilisé la technologie des cellules souches pour restaurer les vieilles cellules humaines à un état plus jeune et plus vigoureux.

Les vieilles cellules humaines reviennent à un état plus jeune et plus vigoureux grâce à la technologie des cellules souches, après avoir été incitées à exprimer brièvement un panel de protéines impliquées dans le développement embryonnaire.

Les chercheurs de l’École de médecine de l’Université de Stanford ont également constaté que des souris âgées ont retrouvé une force juvénile après que leurs cellules souches musculaires existantes ont été soumises au traitement de rajeunissement des protéines et transplantées dans leur corps.

Les protéines, appelées « facteurs de Yamanaka », sont couramment utilisées pour transformer une cellule adulte en cellules souches pluripotentes induites, ou cellules iPS.

L’étude a été publiée dans la revue Nature Communications.

Rajeunir les cellules humaines

L’étude a révélé que l’induction de vieilles cellules humaines dans une boîte de laboratoire pour exprimer brièvement ces protéines rembobine bon nombre des caractéristiques moléculaires du vieillissement et rend les cellules traitées presque indiscernables de leurs homologues plus jeunes.

L’auteur principal de l’étude, Vittorio Sebastiano, PhD, professeur adjoint d’obstétrique et de gynécologie et chercheur à la Faculté de la famille Woods en médecine translationnelle pédiatrique, a déclaré: « Lorsque les cellules iPS sont fabriquées à partir de cellules adultes, elles deviennent à la fois jeunes et pluripotentes. Nous nous sommes demandé depuis un certain temps s’il était possible de simplement rembobiner l’horloge vieillissante sans induire de pluripotence. Nous avons maintenant constaté qu’en contrôlant étroitement la durée de l’exposition à ces facteurs protéiques, nous pouvons favoriser le rajeunissement de plusieurs types de cellules humaines. »

Le co-auteur Thomas Rando, professeur de neurologie et de sciences neurologiques et directeur du Glenn Center for the Biology of Aging de Stanford, a déclaré: « Nous sommes très enthousiastes à l’idée de ces résultats. Mes collègues et moi-même poursuivons le rajeunissement des tissus depuis que nos études au début des années 2000 ont révélé que des facteurs systémiques peuvent rendre les vieux tissus plus jeunes. »

Le rôle des protéines dans le rajeunissement

Les chercheurs du laboratoire de Sebastiano fabriquent des cellules iPS à partir de cellules adultes, telles que celles qui composent la peau, en les exposant de manière répétée sur une période d’environ deux semaines à un panel de protéines importantes pour le développement embryonnaire précoce en introduisant quotidiennement des messages d’ARN de courte durée dans les cellules adultes. Les messages ARN codent les instructions de fabrication des protéines Yamanaka. Au fil du temps, ces protéines rembobinent le destin des cellules et les repoussent le long de la chronologie du développement jusqu’à ce qu’elles ressemblent aux jeunes cellules pluripotentes embryonnaires dont elles sont issues.

Au cours de ce processus, les cellules non seulement perdent des souvenirs de leurs identités antérieures, mais elles reviennent à un état plus jeune. Ils accomplissent cette transformation en nettoyant leur ADN des étiquettes moléculaires qui non seulement différencient, par exemple, une cellule de la peau d’une cellule du muscle cardiaque, mais d’autres étiquettes qui s’accumulent à mesure que la cellule vieillit.

Les chercheurs ont comparé les modèles d’expression génique des cellules traitées et des cellules témoins, toutes deux obtenues auprès d’adultes âgés, avec celles des cellules non traitées de personnes plus jeunes, et ont constaté que les cellules de personnes âgées présentaient des signes d’inversion du vieillissement après seulement quatre jours d’exposition aux facteurs de reprogrammation. Alors que les cellules âgées non traitées exprimaient des niveaux plus élevés de gènes associés à des voies de vieillissement connues, les cellules âgées traitées ressemblaient plus étroitement aux cellules plus jeunes dans leurs modèles d’expression génique.

Lorsque les chercheurs ont étudié les modèles d’étiquettes chimiques associées au vieillissement appelées groupes méthyle, qui servent d’indicateur de l’âge chronologique d’une cellule, ils ont constaté que les cellules traitées semblaient être environ 1,5 à 3,5 ans plus jeunes en moyenne que les cellules non traitées des personnes âgées, avec des pics de 3,5 ans (dans les cellules de la peau) et de 7,5 ans (dans les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins).

Les chercheurs ont également isolé des cellules du cartilage de personnes souffrant ou non d’arthrose et ont constaté que l’exposition temporaire des cellules ostéoarthritiques aux facteurs de reprogrammation réduisait la sécrétion de molécules inflammatoires et améliorait la capacité des cellules à se diviser et à fonctionner.

Les chercheurs optimisent maintenant le panel de protéines de reprogrammation nécessaires au rajeunissement des cellules humaines et explorent la possibilité de traiter des cellules ou des tissus sans les retirer de l’organisme.