Des chercheurs ont identifié une protéine qui pourrait permettre d’inverser le vieillissement cérébral en stimulant la régénération des cellules souches neurales. La baisse de la régénération de ces cellules est depuis longtemps associée au vieillissement et au déclin neurologique et l’identification de la protéine qui la régule pourrait potentiellement inverser ce déclin et, par extension, contribuer à la prévention des maladies liées à l’âge.
Le vieillissement s’accompagne d’un déclin fonctionnel dans l’ensemble de l’organisme, y compris le cerveau. En particulier, le cerveau vieillissant montre une perte accrue de circuits neuronaux, de plasticité synaptique et une altération de l’activation et de la prolifération des cellules souches neurales qui se différencient en neurones et autres cellules cérébrales. La perte de neurones et le ralentissement de leur renouvellement sont à l’origine du déclin cognitif progressif.
Des études sur des modèles murins ont montré que la perte de cellules souches neurales est corrélée à la détérioration des télomères, les amas d’ADN répétitifs qui encapuchonnent l’extrémité des chromosomes et les protègent, ainsi qu’à un déclin cognitif. Ces télomères s’érodent un peu plus à chaque division cellulaire et altèrent la capacité des cellules à se diviser lorsqu’ils deviennent trop courts. Ces cellules aux télomères raccourcis meurent ensuite ou deviennent sénescentes.
La capacité des cellules souches neurales à s’auto-renouveler et à se différencier en différents types de cellules cérébrales suggère que la compréhension des mécanismes sous-tendant leur altération pourrait inverser le déclin neurologique lié à l’âge. Autrement dit, cibler ces mécanismes ainsi que ceux liés au raccourcissement des télomères pourraient constituer des pistes thérapeutiques intéressantes pour inverser le vieillissement cérébral.
Cependant, bien que les processus moléculaires sous-jacents à l’altération liée à l’âge des cellules souches neurales soient bien documentés, aucune stratégie suffisamment efficace pour restaurer la fonction de ces cellules n’a à ce jour été identifiée.
Des chercheurs de la Yong Loo Lin School of Medicine de l’Université nationale de Singapour (NUS Medicine) ont peut-être identifié une piste thérapeutique qui permettrait de régénérer efficacement ces cellules. Leurs résultats, détaillés dans la revue Science Advances, offrent une meilleure compréhension des processus clés à la base du renouvellement de ces cellules.
« L’altération de la régénération des cellules souches neurales est depuis longtemps associée au vieillissement neurologique. Une régénération insuffisante de ces cellules inhibe la formation de nouvelles cellules nécessaires aux fonctions d’apprentissage et de mémoire. Bien que des études aient montré qu’une régénération défectueuse des cellules souches neurales peut être partiellement restaurée, ses mécanismes sous-jacents restent mal compris », explique dans un communiqué, Ong Sek Tong Derrick, professeur adjoint à NUS Medicine et coauteur de l’étude. « Comprendre ces mécanismes permettra d’établir des bases plus solides pour l’étude du déclin cognitif lié à l’âge », indique-t-il.
Une protéine stimulant la régénération des cellules souches neurales
En analysant les cellules souches neurales humaines et murines simulant un vieillissement prématuré, les chercheurs ont identifié une protéine appelée facteur de transcription de type myb se liant à la cycline D (DMTF1) étroitement impliquée dans leur fonctionnement au cours du vieillissement. Les facteurs de transcription se lient à l’ADN pour réguler l’expression des gènes et assurer que leur expression soit correcte dans les cellules cibles.
Les chercheurs ont analysé l’interaction de la protéine avec les cellules souches neurales qui présentaient des raccourcissements de télomères. Ils ont constaté que les niveaux de DMTF1 sont nettement plus bas dans les cellules souches neurales âgées présentant des télomères raccourcis. La stimulation de l’expression de DMTF1 a suffi à rétablir la capacité de régénération de ces cellules souches neurales.
L’équipe a également constaté que DMTF1 active l’expression des gènes auxiliaires ARID2 et SS18. Ces derniers activent d’autres gènes liés à la croissance cellulaire, contribuant ainsi à la régénération des cellules souches neurales.
Dans l’ensemble, « notre étude a identifié DMTF1 comme une cible thérapeutique potentielle pour inverser le défaut de prolifération des cellules souches neurales âgées, modélisé par l’attrition des télomères, et a mis au jour un programme génétique distinct contrôlé par DMTF1 dans les cellules souches neurales », écrivent les chercheurs.
Davantage de travaux seront toutefois nécessaires avant de pouvoir confirmer si le ciblage de DMTF1 pourrait véritablement atténuer ou inverser le déclin neurologique lié à l’âge et au déclin cognitif. La prochaine étape de la recherche consistera à étudier plus avant le potentiel de la protéine à régénérer les cellules souches neurales et si son augmentation peut améliorer l’apprentissage et la mémoire dans des conditions de vieillissement naturel. L’innocuité de l’approche devra aussi être approfondie car une prolifération cellulaire incontrôlée pourrait aboutir à la formation de tumeurs.
