Résumé : Les régimes restreints en calories réduisent l’inflammation, retardent l’apparition de maladies liées à l’âge et prolongent la durée de vie, rapporte une nouvelle étude.
Source : Salk Institute
Si vous voulez réduire les niveaux d’inflammation dans tout votre corps, retarder l’apparition de maladies liées à l’âge et vivre plus longtemps – mangez moins de nourriture. C’est la conclusion d’une nouvelle étude 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. Alors que les avantages de la restriction calorique sont connus depuis longtemps, les nouveaux résultats montrent comment cette restriction peut protéger contre le vieillissement dans les voies cellulaires, comme le détaille Cell le 27 février 2020.t.
« 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 provoquer cela », explique Juan Carlos Izpisua Belmonte, auteur principal du nouvel article, professeur au laboratoire d’expression génétique de Salk et titulaire de la chaire Roger Guillemin. « Cela nous donne des cibles sur lesquelles nous pourrons éventuellement agir avec des médicaments pour traiter le vieillissement chez l’homme. »
Le vieillissement est le facteur de risque le plus élevé pour de nombreuses maladies humaines, notamment le cancer, la démence, le diabète et le syndrome métabolique. La restriction calorique s’est avérée, dans des modèles animaux, l’une des interventions les plus efficaces contre ces maladies liées au vieillissement. Et bien que les chercheurs sachent que les cellules individuelles subissent de nombreux changements lorsqu’un organisme vieillit, ils ne savaient pas comment la restriction calorique pouvait influencer ces changements.
Dans le nouveau document, Belmonte et ses collaborateurs – y compris trois anciens de son laboratoire Salk qui sont maintenant des professeurs dirigeant leurs propres programmes de recherche en Chine – ont comparé des rats qui mangeaient 30 % de calories en moins avec des rats ayant un régime alimentaire normal. Le régime alimentaire des animaux a été contrôlé de l’âge de 18 mois à 27 mois. (Chez l’homme, cela équivaudrait 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 provenant de 40 types de cellules 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. Puis, ils ont comparé des souris âgées et jeunes soumises à chaque régime alimentaire.
De nombreux changements survenus à mesure que les rats soumis au régime normal vieillissaient ne se sont pas produits chez les rats soumis à un régime restreint ; même à un âge avancé, de nombreux tissus et cellules des animaux soumis à ce régime ressemblaient étroitement à ceux des jeunes rats. Dans l’ensemble, 57 % des changements liés à l’âge dans la composition cellulaire observés dans les tissus des rats soumis à un régime normal n’étaient pas présents chez les rats soumis à un régime restreint en calories.
« 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 au niveau d’une seule cellule au cours du vieillissement », déclare l’auteur co-correspondant Guang-Hui Liu, professeur à l’Académie chinoise des sciences.
Certaines des cellules et des gènes les plus affectés par le régime alimentaire sont liés à l’immunité, à l’inflammation et au métabolisme des lipides. Le nombre de cellules immunitaires dans presque tous les tissus étudiés augmentait de façon spectaculaire avec l’âge chez les rats témoins, mais n’était pas affecté par l’âge chez les rats soumis à une restriction calorique. Dans le tissu adipeux brun – un type de tissu adipeux – un régime restrictif en calories a ramené les niveaux d’expression de nombreux gènes anti-inflammatoires à ceux observés chez les jeunes animaux.
« La principale découverte de l’étude actuelle est que l’augmentation de la réponse inflammatoire au cours du vieillissement pourrait être systématiquement réprimée par la restriction calorique », explique l’auteur co-correspondant Jing Qu, également professeur à l’Académie chinoise des sciences.
Lorsque les chercheurs se sont penchés sur les facteurs de transcription – essentiellement des interrupteurs principaux qui peuvent largement modifier l’activité de nombreux autres gènes – qui étaient modifiés par la restriction calorique, l’un d’entre eux s’est démarqué. Les niveaux du facteur de transcription Ybx1 ont été modifiés par le régime dans 23 types de cellules différents. Les scientifiques pensent qu’Ybx1 pourrait être un facteur de transcription lié à l’âge et prévoient d’autres recherches sur ses effets.
« On dit que « vous êtes ce que vous mangez », et nous constatons que c’est vrai à de nombreux égards », déclare Concepcion Rodriguez Esteban, un autre des auteurs de l’article et un chercheur du personnel de Salk. « L’état de vos cellules à mesure que vous vieillissez dépend clairement de vos interactions avec votre environnement, ce qui inclut ce que vous mangez et combien vous mangez. »
Crédit : Salk Institute.
L’équipe essaie maintenant d’utiliser ces informations dans le but de découvrir des cibles médicamenteuses du vieillissement et de mettre en œuvre des stratégies visant à augmenter la durée de vie et de santé.
Financement : Les travaux et les chercheurs impliqués ont été soutenus par des subventions du Programme national clé de recherche et de développement de la Chine, du Programme de recherche stratégique prioritaire de l’Académie chinoise des sciences, de la Fondation nationale des sciences naturelles de la Chine, de la Fondation des sciences naturelles de Beijing, de la Commission municipale de la santé et du planning familial de Beijing, du Centre d’innovation avancée pour la protection du cerveau humain, du Laboratoire clé d’État de biologie membranaire, de la Fondation Moxie et de la Fondation Glenn.
Les autres chercheurs de l’étude étaient Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Si Wang et Qi Zhou de l’Académie chinoise des sciences ; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan et Weiqi Zhang de l’hôpital Xuanwu de l’université médicale de la capitale ; Xiao Long de l’hôpital du collège médical de l’Union de Pékin ; et Guoji Guo de l’école de médecine de l’université de Zhejiang.
Les auteurs ne signalent aucun conflit d’intérêt financier ou autre.
Source:
Salk Institute
Contacts médias :
Salk Communications – Salk Institute
Source de l’image:
L’image est créditée à Salk Institute.
Recherche originale : Accès fermé
« La restriction calorique reprogramme le paysage transcriptionnel unicellulaire du vieillissement de Rattus Norvegicus ». Juan Carlos Izpisua Belmonte et al.
Cell doi:10.1016/j.cell.2020.02.008.
Abstract
La restriction calorique reprogramme le paysage transcriptionnel unicellulaire du vieillissement de Rattus Norvegicus
Les points forts
– Un atlas transcriptomique unicellulaire multitissus pour le vieillissement et la RC chez un mammifère
– La RC atténue l’accumulation de cellules pro-inflammatoires liée au vieillissement.l’accumulation de cellules pro-inflammatoires liée au vieillissement dans divers tissus
– La RC atténue les changements d’expression génique spécifiques au type de cellule associés au vieillissement
Résumé
Le vieillissement entraîne un déclin fonctionnel des tissus dans tout le corps qui peut être retardé par la restriction calorique (RC). Cependant, les profils et les signatures cellulaires du vieillissement, ainsi que ceux améliorés par la RC, restent peu clairs. Ici, nous avons construit des atlas transcriptomiques unicellulaires et mononucléaires complets dans divers tissus de rats soumis au vieillissement et à la RC. La RC atténue les changements liés au vieillissement dans la composition des types de cellules, l’expression des gènes et les principaux réseaux de régulation transcriptionnelle. Le nombre de cellules immunitaires a augmenté au cours du vieillissement, et la RC a inversé favorablement l’écosystème immunitaire perturbé par le vieillissement. La prédiction informatique a révélé que les modèles de communication anormale entre cellules observés au cours du vieillissement, y compris l’interaction excessive entre ligands et récepteurs pro-inflammatoires, étaient inversés par la RC. Notre travail fournit des paysages transcriptionnels multi-tissus et unicellulaires associés au vieillissement et à la RC chez un mammifère, améliore notre compréhension de la robustesse de la RC en tant qu’intervention géroprotectrice, et découvre comment une intervention métabolique peut agir sur le système immunitaire pour modifier le processus de vieillissement.