À mesure que nous vieillissons, la capacité de nos muscles à se réparer après une blessure diminue, une observation courante mais frustrante. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’UCLA révèle que ce ralentissement de la guérison pourrait être lié à une stratégie de survie cellulaire inattendue : les cellules souches musculaires accumulent une protéine qui, bien que ralentissant la réparation, prolonge leur propre durée de vie.
Publiée dans la revue Science, cette recherche suggère que certains aspects du vieillissement biologique ne sont pas simplement des défaillances, mais plutôt des adaptations permettant aux cellules de faire face à un environnement plus stressant. « Cela nous amène à envisager le vieillissement sous un jour nouveau », explique le Dr Thomas Rando, auteur principal de l’étude et directeur du centre Eli et Edythe Broad de médecine régénérative et de recherche sur les cellules souches à l’UCLA. « Il est contre-intuitif, mais les cellules souches qui survivent au vieillissement sont peut-être justement celles qui sont les moins performantes. Elles survivent non pas parce qu’elles sont les meilleures dans leur travail, mais parce qu’elles sont les meilleures pour survivre. Cela nous offre une perspective totalement différente pour comprendre la diminution des tissus avec l’âge. »
L’équipe de recherche, dirigée par les chercheurs postdoctoraux Jengmin Kang et Daniel Benjamin, a comparé les cellules souches musculaires de souris jeunes et âgées. Ils ont constaté que la concentration d’une protéine appelée NDRG1 augmentait considérablement avec l’âge, atteignant des niveaux 3,5 fois plus élevés dans les cellules plus âgées. NDRG1 agit comme un frein, atténuant une voie de signalisation appelée mTOR, qui est normalement responsable de l’activation, de la croissance et de la réparation des tissus.
Pour vérifier si NDRG1 était effectivement responsable du ralentissement de la guérison, les scientifiques ont bloqué l’activité de cette protéine chez des souris vieillissantes (l’équivalent d’environ 75 ans chez l’humain). Résultat : les cellules souches musculaires plus âgées ont retrouvé une réactivité similaire à celle des cellules jeunes, réparant les muscles blessés plus rapidement.
Cependant, cette revitalisation s’accompagne d’un compromis. L’inhibition de NDRG1 a entraîné une diminution de la survie des cellules souches musculaires à long terme, réduisant ainsi la capacité du muscle à se régénérer après des blessures répétées.
« Imaginez un marathonien face à un sprinteur », illustre Rando, également professeur de neurologie à la faculté de médecine David Geffen de l’UCLA. « Les cellules souches des jeunes animaux sont très efficaces, elles sont excellentes dans ce qu’elles font – le sprint – mais elles ne sont pas conçues pour durer. Elles peuvent parcourir 100 mètres, mais pas même la moitié d’un marathon. Les cellules souches âgées, en revanche, sont comme les coureurs de marathon : plus lentes à réagir, mais mieux équipées pour le long terme. Ce qui les rend si compétentes sur de longues distances est précisément ce qui les rend moins performantes en sprint. »
Les chercheurs ont confirmé ces résultats en étudiant les cellules souches musculaires de souris jeunes et âgées, tant en laboratoire qu’à l’intérieur de tissus vivants. Dans toutes les expériences, la tendance était cohérente : des niveaux plus élevés de NDRG1 ralentissaient l’activation des cellules souches et la réparation musculaire, tout en renforçant leur survie à long terme.
Ils proposent que l’augmentation des niveaux de NDRG1 reflète un « biais de survie cellulaire ». Au fil du temps, les cellules souches qui ne produisent pas suffisamment de NDRG1 sont plus susceptibles de mourir, laissant une population de cellules qui agissent plus lentement mais qui résistent mieux au stress du vieillissement.
« Certains changements liés à l’âge qui semblent préjudiciables – comme une réparation tissulaire plus lente – pourraient en réalité être des compromis nécessaires pour éviter quelque chose de pire : l’épuisement complet du pool de cellules souches », souligne Rando. Il compare ce phénomène aux stratégies de survie observées dans la nature, où les animaux privilégient la résilience à la reproduction en période de stress.
Ces découvertes pourraient avoir des implications importantes pour le développement de futures thérapies visant à stimuler la régénération musculaire chez les personnes âgées. Cependant, Rando met en garde : « Il n’y a rien de gratuit. Nous pouvons améliorer la fonction des cellules âgées pendant un certain temps, pour certains tissus, mais chaque fois que nous le faisons, il y aura un coût potentiel et un inconvénient potentiel. » L’équipe prévoit de poursuivre ses recherches pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui régissent cet équilibre délicat entre survie et régénération.
« Ce gène est presque comme la porte que nous avons ouverte pour comprendre ce qui contrôle ces compromis cruciaux, non seulement pour l’évolution des espèces, mais aussi pour le vieillissement des tissus chez un individu », conclut Rando.
L’étude a été financée par les National Institutes of Health, la Fondation NOMIS, la Milky Way Research Foundation, la Hevolution Foundation et la National Research Foundation of Korea.