L’épigénétique est l’un des domaines de recherche les plus passionnants. Alors qu’on pensait autrefois que tout était dans les gènes, on sait aujourd’hui qu’environ 20 % seulement sont directement hérités et que les 80 % restants de notre durée de vie sont déterminés par les modifications épigénétiques.
L’adulte moyen est constitué de l’immense nombre d’environ 100 000 000 000 000 cellules. À quelques exceptions près, comme par exemple les globules rouges matures, toutes ces cellules possèdent un noyau cellulaire dans lequel se trouve le génome humain. Nous connaissons déjà ce terme grâce au premier Hallmark of Aging – l’ instabilité génomique. Ainsi, le génome est un terme qui désigne de manière simplifiée l’ensemble des informations héréditaires d’un individu. Il s’agit d’informations nécessaires à la fabrication des protéines qui déterminent et modifient l’apparence du corps.
Et que fait donc l’épigénétique ? En termes simples, l’épigénétique détermine quelles informations sont lues et lesquelles ne le sont pas. Nous te montrons ici quels effets l’épigénétique peut avoir et quel lien les modifications épigénétiques ont avec l’âge.
Que fait l’épigénétique ?
Chaque cellule contient exactement la même information génétique. Comment se fait-il alors que certaines cellules deviennent des cellules musculaires et d’autres des cellules cutanées ? La réponse se cache dans le noyau cellulaire.
Nous, les êtres humains, ne possédons pas seulement un génome, mais aussi un épigénome. L’épigénome est un ensemble de modifications chimiques de l’ADN qui fonctionne pratiquement comme un interrupteur. De nombreux gènes possèdent un tel interrupteur. Si l’interrupteur est sur ON, le gène est « exprimé », c’est‑à‑dire que le plan de construction est mis en œuvre et que la protéine souhaitée est produite. Si le gène est désactivé (OFF), il est considéré comme silencieux et aucune protéine n’est produite.
Pour mieux visualiser les choses. Imagine que ton ADN est le texte d’un livre. Tu ne lis jamais le livre en entier, car il est beaucoup trop volumineux, mais seulement des passages. Pour te rappeler quels passages tu veux lire, tu as collé de petits Post‑it au début et à la fin du passage de texte. Ces Post‑it sont tes marqueurs épigénétiques.
En termes chimiques, il s’agit de sites méthylés sur ton ADN. Ils ne modifient pas ton ADN en tant que tel, mais déterminent quels segments sont lus – et lesquels ne le sont pas. Pour rendre le tout encore plus compliqué : Les passages de texte changent au cours de ta vie. Parfois, des passages d’un chapitre sont lus et parfois des passages d’un autre chapitre. Et cela dépend aussi de la cellule que tu examines.
Le savais-tu ? L’épigénétique est utilisée pour mesurer l’âge biologique . À l’aide des protéines présentes dans tes cellules de joue et d’algorithmes modernes, il est désormais possible de calculer avec une grande précision l’âge d’une cellule du corps par rapport à l’âge chronologique. C’est précisément cette technique qui est utilisée dans notre test d’épiprotéomique .
La diversité des gènes
Chaque gène contient le plan de construction d’une ou de plusieurs protéines. Cela est rendu possible par un processus appelé « épissage alternatif ». Cela signifie que l’intégralité de l’information d’un gène n’est pas toujours lue ou utilisée, mais que, pour certaines protéines, seules des parties de celle-ci sont utilisées.
En conséquence, le nombre de protéines dépasse largement le nombre de gènes : alors que la science part aujourd’hui de 20 000 à 25 000 gènes humains , le nombre de protéines chez l’être humain est estimé entre 80 000 et 400 000 . Il est actuellement difficile de formuler des affirmations plus précises, car la recherche est encore loin d’avoir déchiffré toutes les protéines.
Une avancée révolutionnaire de l’entreprise DeepMind sera certainement d’une grande aide ici : à l’aide d’un réseau neuronal appelé AlphaFold, ils ont développé un logiciel capable de prédire la structure 3D des protéines.
Le rôle de la fixation épigénétique
Le rôle de la fixation épigénétique
L’épigénétique, également appelée fixation épigénétique ou imprégnation épigénétique , est la raison pour laquelle des cellules ayant les mêmes prérequis se développent en différents types cellulaires. Elles possèdent toutes le même génome, mais différents épigénomes qui leur indiquent quelles protéines doivent être produites et quel type de cellules elles doivent finalement devenir.
En outre, l’épigénétique est, du moins selon l’état actuel de la recherche, partiellement héréditaire.La recherche sur l’épigénétique est encore un domaine assez jeune, mais il existe déjà quelques résultats passionnants.
Le saviez-vous ? Après avoir découvert que nous pouvons déterminer l’âge biologique à l’aide de modifications épigénétiques, la question se pose de savoir comment nous pouvons l’influencer. En plus du sport et du jeûne , il existe également certaines molécules qui peuvent nous aider à réduire l’âge biologique. En tête de liste, on trouve le calcium alpha-cétoglutarate (Ca-AKG). Dans des études humaines, il a pu réduire l’âge biologique jusqu’à 7 ans ! De plus, il aide à la construction musculaire et osseuse et soutient nos mitochondries.
La combinaison avec le calcium assure une meilleure biodisponibilité de l’AKG dans l’organisme.
L’épigénétique est-elle en partie responsable de l’épidémie de surpoids ?
Selon les chiffres de l’OMS, le taux de personnes en surpoids a triplé depuis 1975. Dans le monde entier, on estime ainsi que 1,9 milliard de personnes étaient en surpoids en 2016 .
Le surpoids, en particulier l’obésité sévère avec une forte proportion de graisse viscérale, représente un risque pour de nombreuses maladies liées à l’âge, comme le diabète sucré et les maladies cardiovasculaires.
Mais d’où vient cette forte augmentation du surpoids ? Une grande partie est due à de mauvaises habitudes alimentaires et à un manque d’activité physique, mais ici aussi, l’épigénétique joue un rôle.
Plusieurs expériences sur des animaux suggèrent que les enfants de parents en surpoids héritent de schémas épigénétiques qui les prédisposent à prendre du poids plus rapidement. Le point important dans ces expériences était le suivant : Ce n’est souvent pas la génétique héritée, mais le schéma épigénétique hérité.
La bonne nouvelle, cependant, est que ce schéma peut être brisé en z.B. remplaçant, grâce à une alimentation adéquate, les marqueurs épigénétiques nocifs par de nouveaux, plus avantageux. La manière exacte dont cela peut se présenter chez l’être humain doit toutefois encore être étudiée plus en détail.
Modifications épigénétiques et vieillissement
Contrairement à la matrice d’ADN rigide du génome, l’épigénome se modifie tout au long de la vie.Des changements surviennent par exemple au cours du développement physiologique, mais des facteurs environnementaux tels que le stress, la maladie ou l’alimentation ont également un impact et tous les changements ne sont pas bénéfiques.
Différents dispositifs de l’épigénétique provoquent ces changements. Cette complexité est également la raison pour laquelle nous concentrons notre attention à titre d’exemple sur un seul mécanisme épigénétique, mais très important : la méthylation de l’ADN.
Ce terme désigne le transfert de molécules chimiques spécifiques, les groupes méthyle, sur l’ADN. Nous laissons de côté le reste des subtilités chimiques, pour des raisons de compréhension. À la suite de l’ajout de ces groupes chimiques, l’architecture de l’ADN se modifie.Alors que, dans la construction d’une maison, la stabilité en pâtit, dans l’ADN, la lecture des protéines n’est alors plus possible que de manière modifiée. Pour revenir encore une fois à notre analogie du début. Les méthylations de l’ADN sont les post-it colorés qui t’indiquent si tu veux lire ou non le texte qui se trouve derrière.
Les réactions chimiques dans le corps, et donc aussi le transfert de groupes méthyle, nécessitent généralement la présence d’enzymes, car celles-ci créent les conditions optimales. En conséquence, des enzymes sont également nécessaires ici, les soi-disant ADN-méthyltransférases (enzymes qui transfèrent les groupes méthyle sur l’ADN). Quel est maintenant le lien entre ces informations assez complexes et le vieillissement ?
Des études plus récentes ont montré que de plus en plus de groupes méthyle se lient à l’ADN au fil du temps.Les modifications épigénétiques augmentent donc globalement avec l’âge – une circonstance dont profite la Horvath-Clock .
Progéria et méthylation de l’ADN
Petit rappel : la progéria est un groupe de maladies caractérisées par une vitesse de vieillissement extrêmement accrue (jusqu’à 10 fois plus élevée). Il est ainsi par exemple possible qu’une fillette de dix ans atteinte de progéria présente un âge biologique de 70 ans. Tu trouveras plus de détails sur les progérias dans le premier Hallmark of Aging, l’ instabilité génomique.
Chez ces personnes et chez les souris également touchées, les chercheurs ont trouvé, sur de larges portions des profils de méthylation similaires à ceux de personnes en bonne santé d’un âge très avancé. Un lien entre la méthylation de l’ADN et l’âge est donc déjà présent.Il reste encore à apporter une preuve expérimentale directe que la durée de vie de l’organisme peut être prolongée par la modification des schémas de méthylation de l’ADN.
Méthylation de l’ADN
Modifications épigénétiques – perspectives
Contrairement aux mutations de l’ADN, les modifications épigénétiques sont réversibles. Sur la base de ce constat, il existe des possibilités pour le développement de nouveaux traitements de longévité. L’ensemble des preuves scientifiques actuelles suggère que la compréhension et la manipulation de l’épigénome sont prometteuses pour l’amélioration des pathologies liées à l’âge. Cela est indissociablement lié à une prolongation de la durée de vie en bonne santé.
Si l’on considère d’une part l’énorme complexité de l’épigénétique et d’autre part l’état actuel de la recherche, on constate toutefois que les efforts, en particulier en ce qui concerne l’être humain, en sont encore à leurs balbutiements. Les prochaines années et décennies montreront dans quelle mesure il sera possible d’en déduire des approches concrètes pour l’anti-âge et la prévention. Après tout, la recherche n’est pas une voie à sens unique vers le succès – mais certainement une voie vers la compréhension et l’éclaircissement.
Le prochain article de cette série portera sur le quatrième marqueur du vieillissement : la perte de protéostase.
