Les scientifiques de l’Institut Allen ont identifié des types de cellules spécifiques dans le cerveau des souris qui subissent des changements majeurs à mesure qu’elles vieillissent, ainsi qu’un point chaud spécifique où se produisent bon nombre de ces changements. Les découvertes, publié dans la revue Naturepourrait ouvrir la voie à de futures thérapies visant à ralentir ou à gérer le processus de vieillissement du cerveau.
Les scientifiques ont découvert des dizaines de types de cellules spécifiques, principalement des cellules gliales, appelées cellules de soutien du cerveau, qui subissaient des changements importants dans leur expression génétique avec l’âge. Les personnes fortement touchées comprenaient les microglies et les macrophages associés aux bordures, les oligodendrocytes, les tanycytes et les cellules épendymaires.
Ils ont découvert que dans le cerveau vieillissant, les gènes associés à l’inflammation augmentaient en activité tandis que ceux liés à la structure et à la fonction neuronales diminuaient.
Ils ont également découvert un point chaud spécifique combinant à la fois la diminution de la fonction neuronale et l’augmentation de l’inflammation au niveau de l’hypothalamus. Les changements d’expression génétique les plus significatifs ont été observés dans les types de cellules proches du troisième ventricule de l’hypothalamus, notamment les tanycytes, les cellules épendymaires et les neurones connus pour leur rôle dans la prise alimentaire, l’homéostasie énergétique, le métabolisme et la manière dont notre corps utilise les nutriments.
Cela indique un lien possible entre l’alimentation, les facteurs liés au mode de vie, le vieillissement cérébral et les changements qui peuvent influencer notre susceptibilité aux troubles cérébraux liés à l’âge.
« Notre hypothèse est que ces types de cellules deviennent moins efficaces pour intégrer les signaux provenant de notre environnement ou des choses que nous consommons », a déclaré Kelly Jin, Ph.D., scientifique à l’Allen Institute for Brain Science et auteur principal de l’étude. l’étude. « Et cette perte d’efficacité contribue d’une manière ou d’une autre à ce que nous appelons le vieillissement du reste de notre corps. Je pense que c’est assez étonnant, et je pense qu’il est remarquable que nous soyons capables de trouver ces changements très spécifiques avec les méthodes que nous utilisons. en utilisant. »
Pour mener l’étude, les chercheurs ont utilisé un séquençage d’ARN unicellulaire de pointe et des outils avancés de cartographie cérébrale développés par le NIH. Initiative CERVEAU pour cartographier plus de 1,2 million de cellules cérébrales provenant de souris jeunes (âgées de 2 mois) et âgées (âgées de 18 mois) dans 16 vastes régions cérébrales. Les souris âgées sont ce que les scientifiques considèrent comme l’équivalent d’un humain d’âge moyen. Le cerveau des souris partage de nombreuses similitudes avec le cerveau humain en termes de structure, de fonction, de gènes et de types de cellules.
« Le vieillissement est le facteur de risque le plus important de la maladie d’Alzheimer et de nombreux autres troubles cérébraux dévastateurs. Ces résultats fournissent une carte très détaillée des cellules cérébrales qui peuvent être les plus affectées par le vieillissement », a déclaré Richard J. Hodes, MD, directeur de l’Institut national du NIH. sur le vieillissement. « Cette nouvelle carte pourrait fondamentalement modifier la façon dont les scientifiques envisagent la manière dont le vieillissement affecte le cerveau et fournirait également un guide pour le développement de nouveaux traitements contre les maladies cérébrales liées au vieillissement. »
Un chemin vers de nouvelles thérapies
Comprendre ce point chaud dans l’hypothalamus en fait un point focal pour de futures études. En plus de savoir quelles cellules cibler spécifiquement, cela pourrait conduire au développement de thérapies liées à l’âge, aidant à préserver la fonction et à prévenir les maladies neurodégénératives.
« Nous voulons développer des outils capables de cibler ces types de cellules », a déclaré Hongkui Zeng, Ph.D., vice-président exécutif et directeur de l’Allen Institute for Brain Science. « Si nous améliorons le fonctionnement de ces cellules, pourrons-nous retarder le processus de vieillissement ? »
Les dernières découvertes s’alignent également sur des études antérieures liant le vieillissement aux changements métaboliques ainsi que sur des recherches suggérant que le jeûne intermittent, une alimentation équilibrée ou une restriction calorique peuvent influencer, voire augmenter, la durée de vie.
« Ce n’est pas quelque chose que nous avons directement testé dans cette étude », a déclaré Jin. « Mais pour moi, cela indique les acteurs potentiels impliqués dans le processus, ce qui, à mon avis, est une affaire énorme car il s’agit d’une population très spécifique et rare de neurones qui expriment des gènes très spécifiques que les gens peuvent développer des outils pour cibler et approfondir leurs études. «
Recherche future sur le vieillissement cérébral
Cette étude jette les bases de nouvelles stratégies en matière de régime alimentaire et d’approches thérapeutiques visant à maintenir la santé du cerveau jusqu’à un âge avancé, ainsi que de recherches supplémentaires sur les complexités du vieillissement avancé du cerveau. À mesure que les scientifiques explorent ces liens, la recherche pourrait débloquer des interventions alimentaires ou médicamenteuses plus spécifiques pour combattre ou ralentir le vieillissement au niveau cellulaire.
« La chose importante dans notre étude est que nous avons trouvé les acteurs clés – les véritables acteurs clés – et les substrats biologiques de ce processus », a déclaré Zeng. « En assemblant les pièces de ce puzzle, vous devez trouver les bons acteurs. C’est un bel exemple de la raison pour laquelle vous devez étudier le cerveau et le corps à ce type de niveau spécifique à un type de cellule. Sinon, des changements se produisent dans des types de cellules spécifiques. pourrait être moyenné et non détecté si vous mélangez différents types de cellules.
Plus d’informations :
Signatures transcriptomiques spécifiques à l’ensemble du cerveau du vieillissement en bonne santé chez la souris, Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-08350-8