En vieillissant, les processus inflammatoires deviennent plus actifs, le système immunitaire plus agressif et le métabolisme lipidique moins efficace. Ces phénomènes apparaissent au niveau cellulaire et affectent de très nombreux types de cellules du corps. Des chercheurs ont mené une étude chez le rat concernant le régime hypocalorique et ses effets sur le vieillissement. Ils ont constaté qu’à tous les niveaux cellulaires, un tel régime réduisait considérablement les effets liés à l’âge. Bien que les bénéfices de ce régime aient déjà été étudiés, il s’agit de la première recherche de cette importance à détailler ces processus à l’échelle unicellulaire.

Si vous voulez réduire les niveaux d’inflammation dans votre corps, retarder l’apparition des maladies liées à l’âge et vivre plus longtemps, mangez moins. C’est la conclusion d’une nouvelle étude publiée dans la revue Cell et menée par des scientifiques américains et chinois, qui fournit le rapport le plus détaillé à ce jour sur les effets cellulaires d’un régime hypocalorique chez le rat. Bien que les avantages de la restriction calorique soient connus depuis longtemps, les nouveaux résultats montrent comment cette restriction peut protéger contre le vieillissement des voies cellulaires.

« Nous savions déjà que la restriction calorique augmente la durée de vie, mais maintenant nous avons montré tous les changements qui se produisent au niveau d’une seule cellule pour expliquer ce phénomène. Cela nous donne des cibles sur lesquelles nous pourrons éventuellement agir avec des médicaments pour traiter le vieillissement chez l’Homme », explique Juan Carlos Izpisua Belmonte, biologiste au laboratoire d’expression génétique de l’institut Salk.

Le vieillissement est le facteur de risque le plus élevé pour de nombreuses maladies, dont le cancer, la démence, le diabète et le syndrome métabolique. La restriction calorique s’est avérée dans les modèles animaux être l’une des interventions les plus efficaces contre ces maladies liées à l’âge. Et bien que les chercheurs sachent que les cellules individuelles subissent de nombreux changements à mesure qu’un organisme vieillit, ils ne savent pas comment la restriction calorique pourrait influencer ces changements.

Régime hypocalorique : des cellules épargnées par de nombreux changements liés au vieillissement

Dans ce nouvel article, Belmonte et ses collaborateurs ont comparé des rats qui consommaient 30% de calories en moins avec des rats suivant un régime normal. Le régime alimentaire des animaux a été contrôlé de 18 mois à 27 mois (chez l’Homme, cela équivaut à peu près à une personne suivant un régime hypocalorique de 50 à 70 ans).

Au début et à la fin du régime, l’équipe de Belmonte a isolé et analysé un total de 168’703 cellules de 40 types chez les 56 rats. Les cellules provenaient des tissus adipeux, du foie, des reins, de l’aorte, de la peau, de la moelle osseuse, du cerveau et des muscles. Dans chaque cellule isolée, les chercheurs ont utilisé la technologie de séquençage génétique unicellulaire pour mesurer les niveaux d’activité des gènes. Ils ont également examiné la composition globale des types de cellules dans un tissu donné.

effets regime

Cette illustration représente les façons dont la restriction calorique affecte divers aspects de la fonction cellulaire, avec pour résultat global de réduire l’inflammation et l’activité de nombreux gènes liés au vieillissement. Crédits : Salk Institute

Ensuite, ils ont comparé des rats jeunes et âgés à chaque régime. Bon nombre des changements survenus lorsque les rats suivant un régime normal vieillissaient, ne se sont pas produits chez les rats suivant un régime restreint. Dans l’ensemble, 57% des changements liés à l’âge dans la composition cellulaire observés dans les tissus des rats suivant un régime normal n’étaient pas présents chez les rats suivant le régime hypocalorique.

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« Cette approche nous a non seulement indiqué l’effet de la restriction calorique sur ces types de cellules, mais a également fourni l’étude la plus complète et la plus détaillée de ce qui se passe à un niveau unicellulaire pendant le vieillissement », explique Guang-Hui Liu.

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Une réponse inflammatoire réprimée par la restriction calorique

Certaines des cellules et des gènes les plus affectés par le régime alimentaire sont liés à l’immunité, à l’inflammation et au métabolisme lipidique. Le nombre de cellules immunitaires dans presque tous les tissus étudiés a considérablement augmenté à mesure que les rats témoins vieillissaient, mais n’était pas affecté par l’âge chez les rats dont les calories consommaient étaient limitées.

regime immunitaire

Graphiques montrant dans quelles proportions les cellules immunitaires sont présentes chez de jeunes rats (Y-AL), des rats âgés (O-AL) et des rats âgés suivant un régime hypocalorique (O-CR). Dans ce dernier cas, la présence de cellules immunitaires est moindre par rapport aux rats âgés suivant un régime normal. Crédits : Shuai Ma et al. 2020

Dans le tissu adipeux brun, un régime hypocalorique a inversé les niveaux d’expression de nombreux gènes anti-inflammatoires. « La principale découverte dans la présente étude est que l’augmentation de la réponse inflammatoire au cours du vieillissement pourrait être systématiquement réprimée par la restriction calorique », indique Jing Qu, professeur à l’Académie chinoise des sciences.

Lorsque les chercheurs se sont concentrés sur les facteurs de transcription — essentiellement des commutateurs principaux qui peuvent modifier largement l’activité de nombreux autres gènes — qui ont été modifiés par la restriction calorique, un s’est démarqué. Les niveaux du facteur de transcription Ybx1 ont été modifiés par l’alimentation dans 23 types de cellules différents. Les chercheurs pensent que Ybx1 pourrait être un facteur de transcription lié à l’âge et envisagent de poursuivre les recherches sur ses effets.

Dans cette vidéo, les chercheurs de l’institut Salk expliquent leurs travaux :

Sources : Cell

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