Pourquoi vieillit-on ?

Nous partageons tous le même sort dès la naissance : inéluctablement, nous vieillirons tous, de manières différentes et à des allures diverses certes, mais personne n’échappe au déclin des cellules du corps. Mais comment, au juste, la science explique-t-elle le fait que les cellules cessent un jour de se renouveler ? Quel est l’état de la recherche sur ce mécanisme complexe qu’est la vieillesse ?

Il est important que nous prenions connaissance des avancées de la science en la matière.

La dégénérescence des cellules, un processus inéluctable

Le lieu du crime se trouve au cœur des cellules de notre organisme. Toutes ces petites cellules qui composent notre être, et qui se comptent par milliards, ont une existence propre, et se renouvellent en permanence. Dès qu’une division cellulaire se produit, les chromosomes sont répliqués pratiquement à l’identique, et c’est comme cela que nous continuons d’exister. Cependant, quand les chromosomes sont dupliqués, ils ne ressortent pas exactement conformes à l’original : leur extrémité est légèrement différente. En effet, les télomères sont raccourcis à chaque renouvellement. C'est ainsi qu’une partie de l’ADN se perd, et à force de division, les chromosomes ne sont plus égaux à ceux qu’ils étaient au départ. C’est ce processus qui constitue ce que nous appelons le phénomène de vieillissement. Les cellules cessent en effet de se renouveler en raison des chromosomes trop raccourcis. Dans le langage scientifique, l’on parle de sénescence.

Pourquoi le corps se dégrade-t-il progressivement avec les années ? Sommes-nous condamnés par la biologie et la génétique à vieillir ? Existe-t-il un lien entre le cancer, la dégénérescence neuronale et le vieillissement ?

S’il semble simple de poser ces questions, y répondre relève du défi, et pourtant !

La science a tellement progressé dans ce domaine que les chercheurs sont sur le point de comprendre tous les mécanismes du vieillissement, ce qui pourra, espérons-le le prévenir, ou du moins le repousser.

Le vieillissement n’est donc qu’une question de dégénérescence cellulaire ? Les premiers signes du vieillissement sont évidents : relâchement de la posture, fonte des muscles, rides de la peau, décoloration des cheveux et augmentation significative de la probabilité de certaines maladies - cancer, maladies neurodégénératives, etc. Ces symptômes sont en partie dus au vieillissement individuel des cellules du corps, mais dépendent également de l'étroite coordination entre l'élimination des vieilles cellules et la production de nouvelles cellules. En fait, il se trouve que même les organismes unicellulaires tels que les bactéries, les enzymes, les virus et les levures ne restent pas jeunes éternellement : il est en effet prouvé qu’en vieillissant, les cellules accumulent une usure qui finit par entraîner leur dysfonctionnement puis leur mort. Cependant, la dégradation de nos organismes et la sauvegarde de nos fonctions normales sont étroitement liés à deux autres manifestations physiques complémentaires : l'élimination des cellules endommagées par le processus de la mort cellulaire programmée (que l’on nomme apoptose) ou par la sénescence cellulaire, qui est un terme signifiant l’incapacité d’une cellule à se diviser pour se multiplier et le renouvellement cyclique de nos tissus cellulaires par la multiplication des cellules souches. On constate alors un vieillissement cellulaire par l’apparition d’un nombre grandissant de mutations au niveau génétique. D'excellents progrès ont été réalisés dans la détermination des stigmates biologiques des vieilles cellules. Malgré l'étonnante capacité des cellules à réparer les dommages causés à l'ADN, les mutations passent à travers ce filtre. Cette instabilité génétique peut alors entraîner une perte de fonction du gène muté, la mort ou la prolifération des cellules. Ainsi, le cancer, qui est une prolifération de cellules qui ont dégénérées et possèdent donc un comportement anormal, est une maladie intimement liée au vieillissement.

Les mutations génétiques touchent également les tissus cérébraux car leur renouvellement cellulaire n’est pas infini, au contraire de l’épiderme, et peut participer au développement de maladies neurodégénératives. Enfin, il existe certaines particularités génétiques qui ont pour effet de provoquer un vieillissement prématuré chez l’individu. Il s'agit généralement de gènes qui contribuent directement ou indirectement au maintien de l'intégrité du génome. S’ils mutent, cela entraîne un renouvellement cellulaire massive, qui épuise prématurément le nombre potentiel de cycles de reconstruction de l'organisme. Un autre signe du vieillissement cellulaire est une altération de l'organisation de la chromatine, une forme d'emballage de l'ADN dans le noyau.

Ces modifications de la structure de la chromatine sont dites épigénétiques car elles ne modifient pas la séquence d'ADN elle-même. Celles-ci sont responsable du contrôle sur la majorité des mécanismes régulant l'expression des caractéristiques génétiques portées par l'ADN. Il a été démontré, par exemple, que les cellules souches hématopoïétiques présentent des signaux épigénétiques différents selon leur âge et que ces signaux déterminent le destin des cellules hématopoïétiques dérivées de ces cellules souches.

Par ailleurs, la régulation de certaines des molécules contribuant au développement des modifications épigénétiques est effectuée par des métabolites dont les concentrations intracellulaires dépendent de la nutrition.

Les chercheurs examinent actuellement la relation entre l'alimentation et la chromatine, qui fait couramment l'objet de sujets de recherches en raison de ses effets constatées sur le phénomène du vieillissement. Il a en effet été constaté que la relation entre alimentation et durée de vie était comparable dans le cas de la levure de boulanger et chez l'humain. De cette manière, les chercheurs ont pu comprendre que la restriction calorique pouvait théoriquement prolonger la durée de vie de certains organismes. En particulier, la restriction calorique permet de réduire l’oxydation généré par le fonctionnement des mitochondries, qui sont des organites cellulaires responsable de la respiration et la production d'énergie.

De façon générale, tout fonctionnement cellulaire qui amène à la production de molécules contenant de l’oxygène, dont le contact prolongé et répété provoque des dommages au niveau des cellules, peut contribuer à faire vieillir le métabolisme.

Des recherches commencées vers le milieu des années 1990 ont démontré que les télomères se réduisent à chaque fois que l’ADN se réplique. Il existe une enzyme présente chez certains organismes qui compense cette perte de matière génétique à chaque division, mais malheureusement, celle-ci n’est pas naturellement présente chez homme adulte, mais ce trouve dans une catégorie restreinte de matière organique que l’on nomme cellule souche et dans les gamètes. De ce fait les chromosomes sont donc raccourcis à chaque division cellulaire, et participe donc à l’augmentation des chances d’une dégénérescence de cette cellule. Si après un grand nombre de division cellulaire, les fonctions de surveillance vont alors observer les dégâts subis par l’ADN et peut alors bloquer métaboliquement la division cellulaire. Ce processus empêche donc les cellules de se renouveler pour éviter une dégradation trop importante de l’information génétique. Un tel mécanisme permet d'éviter la prolifération incontrôlée des cellules. Pour prendre l’exemple des cancers, la sénescence permet de limiter la duplication des cellules atteintes par le cancer : le vieillissement peut donc être considéré comme le prix à payer pour limiter la prolifération des cellules cancérigènes transformées.

Ce processus de vieillissement se retrouve à tous les niveaux de l’organisme, qu’il s’agisse des organes, de la peau, des muscles, il est donc facilement observable, mais de là à dire que nous en avons percé tous les mystères, c’est une autre affaire. La recherche continue toujours pour comprendre les causes et mécanismes intrinsèques du vieillissement de l’organisme ; les théories sont pléthoriques, et certaines sont bien connues du grand public, sans pour autant constituer des réponses absolues et définitives.

C'est le cas de la théorie relative aux radicaux libres. En effet, outre la division cellulaire qui finit par donner lieu au vieillissement, le fait de respirer est, paradoxalement, aussi une cause du vieillissement. Respirer, se nourrir, bref, exister, conduit à l’oxydation de nos cellules. Notre organisme contre l’oxydation au moyen d’enzymes et de vitamines, mais cette réserve n’est pas éternelle, et à terme, le corps ne peut plus combattre ce phénomène assez efficacement.

Pour rentrer davantage dans le détail, les molécules produites lors de la respiration ou sous l’action des rayons du soleil sont dotées d’une forte capacité oxydante susceptible d’endommager l’ADN, les lipides et les protéines des cellules. Il est tentant de blâmer ces molécules pour le vieillissement de notre organisme et de consommer des antioxydants en quantité industrielle pour contrer leurs effets néfastes. Toutefois, elles ont leur utilité et ne sont donc pas si coupables que cela de notre décrépitude ! Elles jouent en effet un rôle de régulation de certaines fonctions des cellules et de transmission des protéines nécessaires selon les besoins de l’organisme. Tout est en réalité fonction de quantité pour que ces molécules indispensables ne deviennent pas néfastes. La recherche continue sur ce point, pour mieux comprendre les mécanismes de fonctionnement de ces molécules.

La recherche autour du vieillissement

La recherche scientifique autour du vieillissement tente aujourd’hui de comprendre, en comparant notre organisme à celui d’autres êtres vivants, comment et pourquoi nous vieillissons, dans l’espoir de parvenir à trouver une panacée (un vaccin contre la vieillesse verra-t-il le jour dans le futur ?) ou, du moins, des moyens efficaces de prévenir les maux de l’âge et de les traiter.

La recherche porte notamment sur des animaux tels que les souris, mais aussi les vers et les drosophiles, et sur les bactéries qui se régénèrent seules, pour tenter de prolonger la durée de vie des personnes, avec peut-être un jour, la possibilité de voir nos organes se réparer et se régénérer seuls également. Les cellules souches sont une piste poursuivie par la science à cet égard.

Le rôle du système immunitaire est passé sous le microscope pour décrypter le processus de vieillesse.

Bien que de nombreux mécanismes biologiques qui contribuent au vieillissement soient connus, les horloges biologiques qui les contrôlent n'ont pas encore été identifiées.

Cette réflexion est d'autant plus importante que des études récemment menées chez la souris indiquent qu’une multitude d’effets pathologiques que l’on associe au vieillissement sont dus à un nombre accru de cellules sénescentes au sein des tissus au fil du temps.

On constate actuellement la présence récurrente de ces cellules ne pouvant plus se multiplier entraine la création d'une série de molécules pro-inflammatoires qui entraînent des lésions tissulaires et une mauvaise fonction des cellules souches. Il est donc essentiel pour comprendre comment fonctionne le vieillissement et développer des solutions thérapeutiques pour endiguer - et finalement traiter - de nombreuses pathologies liées à ce phénomène, de se pencher sur la question de ces cellules.

Les phénomènes connus qui contribuent au développement des cellules vieillissantes comprennent les dommages tissulaires et cellulaires - qu'ils soient programmés (par exemple, le raccourcissement des télomères) ou aléatoires et cumulatifs (par exemple, les mutations, les modifications épigénétiques ou l'oxydation macromoléculaire). De ce que l’on semble comprendre pour le moment, le système immunitaire est responsable de l’élimination de ces cellules sénescentes dans l’organisme, mais son fonctionnement est encore mal compris. Il convient de noter qu'un affaiblissement du système immunitaire avec l'avancée en âge peut réduire le taux d'élimination des cellules sénescentes.

La majorité des recherches se focalisant sur la mécanique du vieillissement a pour objet d’étude des organismes classique, comme la levure, certains organismes unicellulaires, des poissons, des algues et bien évidemment, la souris.

Une approche comparative des organismes "non standard" révèle la nature très hétérogène du processus de vieillissement.

Cependant, nous découvrons chaque jour de nouveaux organismes vieillissant différemment de nous, ce qui a permis d’ouvrir de nouveaux horizons dans la compréhension du vieillissement biologique. Une approche comparative de ces organismes "hors normes" - des ciliés africains (dont la durée de vie est courte) aux hydraires (dont la durée de vie semble illimitée) - révèle la nature très hétérogène du processus de vieillissement. Un des exemples les plus frappants est le cas des rats nus, qui semble incapable de développer quelque cancer que ce soit, et qui possèdent une espérance de vie dix fois supérieure à celle d’une souris de même taille.

Dans le même état d’esprit, les êtres humains peuvent actuellement vivre une centaine d’années à peine, les baleines, qui sont aussi des mammifères, ont une espérance de vie approchant les 200 ans.

Associée à des méthodes éprouvées d'analyse du génotype, du phénotype ou du métabolisme, cette façon d’approcher la capacité des espèces à résister au vieillissement offre l'espoir de comprendre comment l’évolution a façonné la durée de vie des organismes vivants. Par exemple, une sélection évolutive pour les gènes qui réparent l'ADN endommagé a été constatée chez les espèces macrobiotiques. En outre, il a été observé que certains organismes, tels que les tortues des Galápagos, évitent le vieillissement en diminuant le taux de mortalité avec l'âge tout en augmentant le taux de fertilité. On constate cependant qu’effectuer ces observations amène un affaiblissement de l’hypothèse selon laquelle le vieillissement serait la conséquence d’une préférence naturelle pour la fertilité d’un individu qui mettrait à défaut sa capacité à résister aux années.

Désormais, il parait évident que le futur de la recherche sur le vieillissement tournera autour d’une analyse pluridisciplinaire, et d’une observation des phénomènes identifiés chez divers modèles animaux ou cellulaires. De nombreux domaines de la science doivent être sollicités pour trouver la réponse à la question de “pourquoi vieillit-on ?”. Le jour où l’humanité percera ce mystère n’est pas encore arrivé, mais les progrès de la science laissent à penser que nous y parviendrons un jour.

Au-delà du “pourquoi”, le “comment"

Plus que le vieillissement, l’enjeu repose sur la qualité de vie autour de la vieillesse : si le process est inévitable, il n’en reste pas moins que les conditions de vie des seniors d’aujourd’hui sont bien différentes de celles du troisième âge dans les années 80 ou même 2000.

Pourquoi nous vieillissons n’est donc pas forcément la clé d’une vie longue et heureuse : comprendre le vieillissement et repousser l’échéance inéluctable de déroulement de la vie n’apporte pas intrinsèquement de satisfaction. La prolongation d’une sensation de bien-être dans la vie quotidienne est la clé d’une vieillesse bien vécue. Cela passe par un meilleur état de santé global, et lorsque des soucis de santé engendrent une perte d’autonomie, par l’adoption de solutions d’accompagnement et d’aide à la personne. Des établissements tels qu’ ACTIOMSERVICE proposent par exemple des services de maintien à domicile, avec des personnels spécialisés dans les besoins des seniors et des personnes en perte d’autonomie.