Des chercheurs de l'Institut Babraham (États-Unis) ont découvert une méthode pour rajeunir les cellules de la peau humaine de 30 ans, en remontant le temps du vieillissement cellulaire sans perdre leur fonction.
Les travaux des chercheurs du programme de recherche Epigénétique de l'Institut précité ont pu restaurer partiellement la fonction des cellules plus anciennes, ainsi que rajeunir les mesures moléculaires de l'âge biologique. La recherche a été publiée aujourd'hui dans la revue "eLife" et, bien qu'elle en soit à un stade précoce d'exploration, elle pourrait révolutionner la médecine régénérative.
À mesure que nous vieillissons, la capacité de nos cellules à fonctionner diminue et le génome accumule les marques de l'âge. La biologie régénérative vise à réparer ou reconstituer les cellules, y compris les cellules vivantes.
L'un des outils les plus importants de la biologie régénérative est sa capacité à créer des cellules inductibles. Le processus est le résultat de plusieurs étapes, dont chacune efface certaines des marques qui provoquent la spécialisation des cellules. En théorie, ces cellules souches ont le potentiel de se convertir en n'importe quel type de cellule, mais les scientifiques ne peuvent pas encore recréer de manière fiable les conditions pour redifférencier les cellules souches en tous les types de cellules.
L'un des outils les plus importants de la biologie régénérative est sa capacité à créer des cellules pour induire
La nouvelle méthode, basée sur la technique lauréate du prix Nobel utilisée par les scientifiques pour fabriquer des cellules souches, surmonte le problème de l'effacement complet de l'identité cellulaire en arrêtant la reprogrammation dans une partie pendante du processus. Cela a permis aux chercheurs de trouver le juste équilibre entre la reprogrammation des cellules, les rendant biologiquement plus jeunes, tout en étant capables de retrouver leur fonction cellulaire spécialisée.
En 2007, Shinya Yamanaka a été le pionnier de la conversion de cellules normales, qui ont une fonction spécifique, en cellules matures qui ont la capacité spéciale de devenir un type spécifique de cellule. L'ensemble du processus de reprogrammation des cellules souches prend environ 50 jours en utilisant quatre molécules clés appelées facteurs de Yamanaka.
La nouvelle méthode, appelée "reprogrammation de transition de phase de maturation", expose les cellules aux facteurs de Yamanaka pendant seulement 13 jours. À ce moment, les changements liés au lit sont supprimés et les cellules sont temporairement lapidées sur leur identité. Les cellules partiellement reprogrammées ont le temps de se développer dans des conditions normales, pour voir si leur fonction spécifique de cellules cutanées revient. L'analyse du génome a montré que les cellules ont retrouvé les marques caractéristiques des cellules de la peau (fibroblastes), confirmées par l'observation de la production de collagène dans les cellules reprogrammées.
Pour montrer que les cellules se rajeunissent, les chercheurs recherchent des changements dans les caractéristiques du vieillissement.
Comme l'a expliqué Diljeet Gill, « Notre compréhension du vieillissement au niveau moléculaire a progressé au cours de la dernière décennie, conduisant à des techniques qui permettent aux chercheurs de mesurer les agents biologiques liés à l'âge dans les cellules humaines. Nous avons pu appliquer cela à notre expérience pour déterminer l'étendue de la reprogrammation qui a changé notre nouvelle méthode."
Les cellules reprogrammées correspondent au profil des cellules qui seront 30 ans plus jeunes par rapport aux groupes de référence
Les chercheurs ont examiné plusieurs moyens d'âge cellulaire : l'horloge épigénétique, où les étiquettes chimiques présentes dans tout le génome indiquent l'âge, et le transcriptome, toutes les lectures de gènes produites par la cellule. Sur la base de ces deux mesures, les cellules reprogrammées correspondent au profil des cellules qui seront 30 ans plus jeunes par rapport aux jeux de données de référence.
Les applications potentielles de cette technique dépendent du fait que les cellules paraissent non seulement plus jeunes, mais fonctionnent également comme des cellules jeunes. Les fibroblastes produisent du collagène, une molécule présente dans les os, la peau, les tendons et les ligaments, qui aide à structurer les tissus et à cicatriser les plaies. Les fibroblastes rajeunis ont produit plus de protéines de collagène par rapport aux cellules témoins qui ne se sont pas produites pendant le processus de reprogrammation. Les fibroblastes se déplacent également dans des zones nécessitant des réparations.
Les chercheurs ont sondé les cellules partiellement rajeunies et ont découvert que les fibroblastes traités filmaient vers l'espace plus rapidement que les cellules plus anciennes. C'est un signe prometteur que cette recherche pourrait un jour être utilisée pour créer des cellules plus aptes à cicatriser les plaies.
Nous avons prouvé que les cellules peuvent être rajeunies sans perdre leur fonction et que le rajeunissement cherche à restaurer certaines fonctions des vieilles cellules.
A l'avenir, ces recherches pourraient également ouvrir d'autres possibilités thérapeutiques ; Les chercheurs ont noté que la méthode comprend également un effet dégrisant des gènes liés à l'enfermement et des syndromes liés à l'éducation. Le gène APBA2, associé à la maladie d'Alzheimer, et le gène MAF, qui joue un rôle dans le développement de la cataracte, ont tous deux montré des changements vers les niveaux juvéniles de transcription.
Le mécanisme derrière la reprogrammation transitoire réussie n'est pas encore entièrement compris et est la prochaine pièce du puzzle à explorer. Salut. les chercheurs pensent que des zones clés du génome impliquées dans la formation de l'identité cellulaire pourraient échapper au processus de reprogrammation.
Diljeet conclut que « nos résultats représentent une avancée majeure dans la compréhension de la reprogrammation cellulaire. Nous avons prouvé que les cellules peuvent être rajeunies sans perdre leur fonction et que le rajeunissement cherche à restaurer certaines fonctions des vieilles cellules. Le fait que nous ayons également observé une inversion des marqueurs du vieillissement dans les gènes associés à la maladie est particulièrement prometteur. »
Manuel Serrano
Facteurs Yamanaka
Des scientifiques du Laboratoire de plasticité cellulaire et des maladies de l'Institut de recherche en biomédecine (IRB) de Barcelone, dirigé par le chercheur de l'ICREA Manuel Serrano, ont réussi à rajeunir certains organes et tissus de souris grâce à un cycle de reprogrammation cellulaire. Plus précisément, les scientifiques ont observé des changements importants dans le pancréas, le foie, la rate et le sang des rongeurs.
"L'objectif de ce travail était d'identifier les processus initiaux de reprogrammation in vivo et de rajeunissement cellulaire avec l'idée d'identifier ceux qui pourraient être impliqués dans de futures études, soit par le biais de médicaments, soit au niveau nutritionnel", explique Serrano. .
Dans l'étude, publiée dans la revue "Aging Cell", les chercheurs ont étudié les effets d'un seul cycle de stimulation des facteurs Yamanaka afin de mieux définir les mécanismes impliqués.
Pour ce faire, ils ont analysé les changements qui se produisent avec le vieillissement dans le métabolisme, l'expression des gènes et l'état de l'ADN des cellules, et comment ceux-ci sont partiellement inversés par la reprogrammation.
"Nous voulions étudier les premiers effets du processus de rajeunissement et cela a été une agréable surprise d'observer des améliorations au niveau moléculaire, faisant réfléchir tout dans le pancréas", a conclu Dafni Chondronasiou, premier auteur de l'article.
