Une étude sur les levures suggère que la caféine modifie la manière dont les cellules gèrent leurs processus énergétiques, leur réaction au stress et leur survie. Elle agirait notamment sur la manière dont les cellules avancent dans leur cycle de vie et réagissent aux dommages à l’ADN en activant des voies énergétiques profondément conservées dans le génome. Plutôt que d’être un simple stimulant, ces interactions suggèrent que la caféine pourrait influencer plusieurs processus biologiques liés à la santé.
La caféine est un stimulant présent dans de nombreux produits allant des expressos aux boissons énergisantes, en passant par certains thés. Si elle est associée depuis longtemps, dans une certaine mesure, à des avantages sur la santé, ce n’est que relativement récemment que les mécanismes biomoléculaires sous-tendant ses effets ont été mis en lumière.
Des études ont par exemple montré qu’elle interagit avec les points de contrôle des dommages à l’ADN en inhibant une protéine appelée Rad3, principalement dans des modèles cellulaires expérimentaux et chez la levure, permettant ainsi aux cellules de poursuivre leurs cycles de vie même en présence de dommages. Autrement dit, elle pourrait prolonger la durée de vie chronologique des cellules.
Des expériences ont également suggéré que la caféine module le cycle et la durée de vie cellulaire en inhibant le complexe TORC1, impliqué dans le contrôle du métabolisme et du calendrier de division cellulaire en fonction de la disponibilité des nutriments. La question de savoir si le composé exerce un contrôle direct ou indirect sur ces processus clés restait cependant débattue. Une récente étude parue dans la revue Microbial Cell explore plus en détail la manière dont la caféine intervient sur ces processus.
Une modulation des voies énergétiques et de réponse au stress
L’équipe de la nouvelle étude a utilisé la levure de fission (Schizosaccharomyces pombe), largement utilisée comme modèle d’étude biologique en raison de ses nombreuses similitudes avec les cellules humaines, pour évaluer la manière dont la caféine interagit avec le cycle cellulaire et les processus énergétiques.
Les chercheurs ont constaté que, plutôt que d’agir directement sur des voies de régulation de croissance comme TORC1, la caféine semble intervenir indirectement via un autre mécanisme. Elle activerait notamment l’AMPK, un capteur d’énergie cellulaire contribuant à l’adaptation des cellules aux baisses des réserves énergétiques et au stress environnemental.
Une fois activée, la voie AMPK influencerait à la fois le métabolisme cellulaire et la division cellulaire. Les chercheurs suggèrent que cette activation pourrait modifier l’équilibre entre gestion énergétique et progression du cycle cellulaire, ce qui contribuerait à expliquer les effets observés sur la mitose et la réponse au stress. En intervenant sur cette voie, la caféine stimulerait ainsi la progression de la mitose tout en modulant la manière dont les cellules réagissent au stress.
« La caféine ne se contente pas de vous maintenir éveillé. Elle modifie la façon dont les cellules utilisent l’énergie et réagissent au stress », explique Charalampos (Babis) Rallis du Queen Mary University of London, auteur principal de l’étude, à ScitechDaily. « Cela pourrait expliquer ses effets plus larges sur la santé. »
Par ailleurs, les analyses des chercheurs ont montré que ces effets étaient modulés par des composantes de la voie AMPK telles que Ssp1, Ssp2 et la sous-unité régulatrice Amk2. La Ssp2 est activée par phosphorylation en réponse à la caféine, tandis que Ssp1 et Amk2 sont toutes deux essentielles à la résistance des cellules au stress génotoxique prolongé.
Graphique montrant comment la caféine agit sur les cellules. © Queen Mary University of London
Un effet mesurable sur la durée de vie cellulaire
D’après l’équipe, ces interactions auraient des effets mesurables sur la durée de vie des levures, plus précisément en prolongeant leur durée de vie chronologique. Cela signifierait qu’elles restent viables plus longtemps même lorsqu’elles ne divisent pas activement. « Nos résultats montrent que la caféine accélère la division mitotique et est bénéfique pour la longévité cellulaire via l’AMPK », écrivent les chercheurs.
Étant donné que la voie AMPK fonctionne de manière similaire chez de nombreuses espèces, dont l’humain, ces résultats mettent en lumière une piste de recherche intéressante pour mieux comprendre certains mécanismes liés au vieillissement. « Le ciblage pharmacologique direct de l’AMPK pourrait permettre d’améliorer la durée de vie et la santé, et ce, au-delà des levures, compte tenu du caractère hautement conservé de ce régulateur clé du métabolisme énergétique cellulaire », suggère l’équipe de Rallis.
Par ailleurs, la voie AMPK est une cible de la metformine, un médicament courant utilisé dans le traitement du diabète et dont l’efficacité potentielle pour améliorer la durée de vie en bonne santé et l’espérance de vie est actuellement étudiée. En démontrant que la caféine peut activer ce même système, l’étude de Rallis et ses collègues suggère que des composés alimentaires largement disponibles pourraient influencer certains des processus biologiques ciblés par les thérapies modernes.
