La théorie génétique du vieillissement, les concepts et les preuves

Votre ADN peut prédire plus de choses sur vous que votre apparence. Selon la théorie génétique du vieillissement, vos gènes (ainsi que les mutations dans ces gènes) sont responsables de votre espérance de vie. Voici ce que vous devez savoir sur les gènes et la longévité, et où la génétique s’insère parmi les différentes théories du vieillissement.

Théorie génétique du vieillissement

La théorie génétique du vieillissement affirme que la durée de vie est largement déterminée par les gènes dont nous héritons. Selon cette théorie, notre longévité est principalement déterminée au moment de la conception et dépend largement de nos parents et de leurs gènes.

La base de cette théorie est que les segments d’ADN qui se trouvent à l’extrémité des chromosomes, appelés télomères, déterminent la durée de vie maximale d’une cellule. Les télomères sont des morceaux d’ADN « de pacotille » à l’extrémité des chromosomes qui deviennent plus courts chaque fois qu’une cellule se divise. Ces télomères deviennent de plus en plus courts et, finalement, les cellules ne peuvent pas se diviser sans perdre d’importants morceaux d’ADN.

Avant d’aborder les principes de la génétique et ses effets sur le vieillissement, ainsi que les arguments pour et contre cette théorie, il est utile d’examiner brièvement les principales catégories de théories du vieillissement et certaines des théories spécifiques de ces catégories. À l’heure actuelle, il n’existe pas une seule théorie ou même une seule catégorie de théories qui puisse expliquer tout ce que nous observons dans le processus de vieillissement.

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Théories du vieillissement

Il existe deux catégories principales de théories sur le vieillissement qui diffèrent fondamentalement dans ce que l’on peut appeler « l’objectif » du vieillissement. Dans la première catégorie, le vieillissement est essentiellement un accident ; une accumulation de dommages et d’usure du corps qui finit par entraîner la mort. En revanche, les théories du vieillissement programmé considèrent le vieillissement comme un processus intentionnel, contrôlé d’une manière qui peut être assimilée à d’autres phases de la vie comme la puberté.

Les théories de l’erreur comprennent plusieurs théories distinctes, notamment

• La théorie de l’usure du vieillissement
• Taux de vie théorie du vieillissement
• Théorie du vieillissement par réticulation des protéines
• Théorie du vieillissement des radicaux libres
• La théorie des mutations somatiques du vieillissement

Les théories programmées du vieillissement sont également réparties en différentes catégories selon la méthode selon laquelle notre corps est programmé pour vieillir et mourir.

• Longévité programmée – La longévité programmée affirme que la vie est déterminée par une séquence d’activation et de désactivation des gènes.
• Théorie endocrinienne du vieillissement
• Théorie immunologique du vieillissement

Il existe un chevauchement important entre ces théories et même des catégories de théories sur le vieillissement.

Gènes et fonctions corporelles

Avant de discuter des concepts clés liés au vieillissement et à la génétique, passons en revue ce qu’est notre ADN et certaines des principales façons dont les gènes affectent notre durée de vie.

Nos gènes sont contenus dans notre ADN qui est présent dans le noyau (zone interne) de chaque cellule de notre corps. (Il y a également de l’ADN mitochondrial présent dans les organites appelés mitochondries qui sont présents dans le cytoplasme de la cellule). Nous avons chacun 46 chromosomes qui composent notre ADN, dont 23 proviennent de nos mères et 23 de nos pères. Parmi ceux-ci, 44 sont des autosomes et deux sont les chromosomes sexuels, qui déterminent si nous devons être un homme ou une femme (l’ADN mitochondrial, en revanche, porte beaucoup moins d’informations génétiques et n’est reçu que de nos mères).

À l’intérieur de ces chromosomes se trouvent nos gènes, notre schéma génétique chargé de transporter l’information pour chaque processus qui aura lieu dans nos cellules. Nos gènes peuvent être envisagés comme une série de lettres qui composent des mots et des phrases d’instructions. Ces mots et ces phrases codent pour la fabrication de protéines qui contrôlent chaque processus cellulaire.

Si l’un de ces gènes est endommagé, par exemple, par une mutation qui modifie la série de « lettres et de mots » dans les instructions, une protéine anormale peut être fabriquée, qui à son tour, remplit une fonction défectueuse. Si une mutation se produit dans les protéines qui régulent la croissance d’une cellule, il peut en résulter un cancer. Si ces gènes sont mutés dès la naissance, divers syndromes héréditaires peuvent apparaître. Par exemple, la fibrose kystique est une maladie dans laquelle un enfant hérite de deux gènes mutés contrôlant une protéine qui régule les canaux responsables du mouvement du chlorure à travers les cellules dans les glandes sudoripares, les glandes digestives, etc. Le résultat de cette seule mutation entraîne un épaississement du mucus produit par ces glandes, et les problèmes qui en résultent qui sont associés à cette maladie.

Mutations génétiques et cancer

L’impact des gènes sur la durée de vie

Il ne faut pas une étude approfondie pour déterminer que nos gènes jouent au moins un certain rôle dans la longévité. Les personnes dont les parents et les ancêtres ont vécu plus longtemps, ont tendance à vivre plus longtemps et vice versa. En même temps, nous savons que la génétique seule n’est pas la seule cause du vieillissement. Des études portant sur des jumeaux identiques révèlent qu’il y a clairement autre chose ; les jumeaux identiques qui ont des gènes identiques ne vivent pas toujours un nombre d’années identique.

Certains gènes sont bénéfiques et augmentent la longévité. Par exemple, le gène qui aide une personne à métaboliser le cholestérol réduirait le risque de maladie cardiaque.

Certaines mutations de gènes sont héritées et peuvent réduire la durée de vie. Cependant, les mutations peuvent également se produire après la naissance, car l’exposition aux toxines, aux radicaux libres et aux radiations peut entraîner des modifications des gènes. (Les mutations géniques acquises après la naissance sont appelées mutations géniques acquises ou somatiques). La plupart des mutations ne sont pas mauvaises pour vous, et certaines peuvent même être bénéfiques. En effet, les mutations génétiques créent une diversité génétique qui maintient les populations en bonne santé. D’autres mutations, appelées mutations silencieuses, n’ont aucun effet sur l’organisme.

Certains gènes, lorsqu’ils sont mutés, sont nocifs, comme ceux qui augmentent le risque de cancer. De nombreuses personnes connaissent les mutations BRCA1 et BRCA2 qui prédisposent au cancer du sein. Ces gènes sont appelés gènes suppresseurs de tumeur et codent pour des protéines qui contrôlent la réparation de l’ADN endommagé (ou l’élimination de la cellule dont l’ADN est endommagé si la réparation n’est pas possible).

Diverses maladies et affections liées à des mutations génétiques héréditaires peuvent avoir un impact direct sur la durée de vie. Il s’agit notamment de la mucoviscidose, de l’anémie falciforme, de la maladie de Tay-Sachs et de la maladie de Huntington, pour n’en citer que quelques-unes.

Concepts clés de la théorie génétique du vieillissement

Les concepts clés de la génétique et du vieillissement comprennent plusieurs concepts et idées importants allant du raccourcissement des télomères aux théories sur le rôle des cellules souches dans le vieillissement.

Télomères

À l’extrémité de chacun de nos chromosomes se trouve un morceau d’ADN « de pacotille » appelé télomères. Les télomères ne codent pour aucune protéine mais semblent avoir une fonction protectrice, empêchant les extrémités de l’ADN de s’attacher à d’autres morceaux d’ADN ou de former un cercle. Chaque fois qu’une cellule se divise, un télomère de plus est coupé. Au final, il ne reste plus de cet ADN de pacotille, et une nouvelle coupure peut endommager les chromosomes et les gènes, ce qui entraîne la mort de la cellule.

En général, une cellule moyenne est capable de se diviser 50 fois avant que le télomère ne soit épuisé (limite de Hayflick). Les cellules cancéreuses ont trouvé un moyen de ne pas enlever, et parfois même d’ajouter, une partie du télomère. En outre, certaines cellules, comme les globules blancs, ne subissent pas ce processus de raccourcissement du télomère. Il semble que si les gènes de toutes nos cellules ont le mot de code de l’enzyme télomérase qui inhibe le raccourcissement du télomère et peut même entraîner son allongement, le gène n’est « activé » ou « exprimé », comme le disent les généticiens, que dans des cellules telles que les globules blancs et les cellules cancéreuses. Les scientifiques ont émis l’hypothèse que si cette télomérase pouvait être activée d’une manière ou d’une autre dans d’autres cellules (mais pas au point que leur croissance se dérègle comme dans les cellules cancéreuses), notre limite d’âge pourrait être repoussée.

Des études ont montré que certaines maladies chroniques comme l’hypertension artérielle sont associées à une activité télomérase moindre, tandis qu’une alimentation saine et l’exercice physique sont liés à des télomères plus longs. Le surpoids est également associé à des télomères plus courts.

Les gènes de la longévité

Les gènes de longévité sont des gènes spécifiques qui sont associés à une vie plus longue. Deux gènes sont directement associés à la longévité : SIRT1 (sirtuine 1) et SIRT2. Les scientifiques qui ont examiné un groupe de plus de 800 personnes âgées de 100 ans ou plus ont constaté trois différences significatives dans les gènes associés au vieillissement.

Senescence cellulaire

La sénescence cellulaire désigne le processus par lequel les cellules se décomposent au fil du temps. Cela peut être lié au raccourcissement des télomères ou au processus d’apoptose (ou suicide cellulaire) au cours duquel les cellules anciennes ou endommagées sont éliminées.

Les cellules souches

Les cellules souches pluripotentes sont des cellules immatures qui ont le potentiel de devenir n’importe quel type de cellule dans le corps. La théorie veut que le vieillissement soit lié soit à l’épuisement des cellules souches, soit à la perte de la capacité des cellules souches à se différencier ou à mûrir en différents types de cellules. Il est important de noter que cette théorie fait référence aux cellules souches adultes, et non aux cellules souches embryonnaires. Contrairement aux cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes ne peuvent se transformer en aucun type de cellule, mais seulement en un certain nombre de types de cellules. La plupart des cellules de notre corps sont différenciées, ou à pleine maturité, et les cellules souches ne représentent qu’un petit nombre des cellules présentes dans le corps.

Le foie est un exemple de type de tissu dans lequel la régénération est possible par cette méthode. Il est à l’opposé du tissu cérébral qui n’a généralement pas ce potentiel de régénération. Il est maintenant prouvé que les cellules souches elles-mêmes peuvent être affectées dans le processus de vieillissement, mais ces théories sont similaires à la question du poulet et de l’œuf. Il n’est pas certain que le vieillissement soit dû à des changements dans les cellules souches, ou si, au contraire, les changements dans les cellules souches sont dus au processus de vieillissement.

Épigénétique

L’épigénétique fait référence à l’expression des gènes. En d’autres termes, un gène peut être présent mais peut être soit activé soit désactivé. Nous savons que certains gènes dans l’organisme ne sont activés que pendant une certaine période de temps. Le domaine de l’épigénétique aide également les scientifiques à comprendre comment les facteurs environnementaux peuvent fonctionner dans les limites de la génétique pour protéger ou prédisposer à la maladie.

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Trois principales théories génétiques du vieillissement

Comme indiqué ci-dessus, il existe un nombre important de preuves qui examinent l’importance des gènes dans la survie attendue. Lorsqu’on examine les théories génétiques, on les décompose en trois écoles de pensée principales.

• La première théorie affirme que le vieillissement est lié à des mutations qui sont liées à la survie à long terme et que le vieillissement est lié à l’accumulation de mutations génétiques qui ne sont pas réparées.
• Une autre théorie est que le vieillissement est lié aux effets tardifs de certains gènes, et est appelé antagonisme pléiotropique.
• Une autre théorie encore, basée sur la survie dans les opossums, est qu’un environnement qui présente peu de risques pour interférer avec l’espérance de vie entraînerait une augmentation des membres qui ont des mutations qui ralentissent le processus de vieillissement.

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Les preuves derrière la théorie

Il existe plusieurs sources de preuves qui soutiennent une théorie génétique du vieillissement, au moins en partie.

La preuve la plus solide à l’appui de la théorie génétique est peut-être les différences considérables entre les espèces en matière de survie maximale, certaines espèces (comme les papillons) ayant des durées de vie très courtes, et d’autres, comme les éléphants et les baleines, étant semblables aux nôtres. Au sein d’une même espèce, la survie est similaire, mais la survie peut être très différente entre deux espèces qui sont par ailleurs de taille similaire.

Les études sur les jumeaux soutiennent également une composante génétique, car les jumeaux identiques (jumeaux monozygotes) sont beaucoup plus similaires en termes d’espérance de vie que les jumeaux non identiques ou dizygotes. L’évaluation de jumeaux identiques ayant été élevés ensemble et la comparaison avec des jumeaux identiques élevés séparément peuvent aider à séparer les facteurs de comportement tels que l’alimentation et les autres habitudes de vie comme cause des tendances familiales en matière de longévité.

D’autres preuves à grande échelle ont été trouvées en examinant l’effet des mutations génétiques chez d’autres animaux. Chez certains vers ainsi que chez certaines souris, une seule mutation génétique peut allonger la survie de plus de 50 %.

En outre, nous avons trouvé des preuves de certains des mécanismes spécifiques impliqués dans la théorie génétique. Des mesures directes de la longueur des télomères ont montré que les télomères sont vulnérables aux facteurs génétiques qui peuvent accélérer le rythme du vieillissement.

Preuves contre les théories génétiques du vieillissement

L’un des arguments les plus forts contre une théorie génétique du vieillissement ou une « durée de vie programmée » vient d’une perspective évolutionniste. Pourquoi y aurait-il une durée de vie déterminée au-delà de la reproduction ? En d’autres termes, quel est le « but » de la vie après qu’une personne se soit reproduite et ait vécu assez longtemps pour élever sa progéniture jusqu’à l’âge adulte ?

Il est également clair, d’après ce que nous savons du mode de vie et des maladies, qu’il existe de nombreux autres facteurs liés au vieillissement. Les jumeaux identiques peuvent avoir des durées de vie très différentes selon leur exposition, les facteurs liés à leur mode de vie (comme le tabagisme) et leurs habitudes d’activité physique.

On estime que les gènes peuvent expliquer au maximum 35 % de la durée de vie, mais il y a encore plus de choses que nous ne comprenons pas sur le vieillissement que ce que nous comprenons. Dans l’ensemble, il est probable que le vieillissement est un processus multifactoriel, ce qui signifie qu’il est probablement une combinaison de plusieurs des théories. Il est également important de noter que les théories discutées ici ne s’excluent pas mutuellement. Le concept d’épigénétique, ou le fait qu’un gène présent soit ou non « exprimé », peut brouiller davantage notre compréhension.

Outre la génétique, il existe d’autres déterminants du vieillissement tels que nos comportements, nos expositions et tout simplement la chance. Vous n’êtes pas condamné si les membres de votre famille ont tendance à mourir jeunes, et vous ne pouvez pas ignorer votre santé même si les membres de votre famille ont tendance à vivre longtemps.

Que pouvez-vous faire pour réduire le vieillissement « génétique » de vos cellules ?

On nous apprend à avoir une alimentation saine et à être actifs, et ces facteurs liés au mode de vie sont probablement tout aussi importants, quelle que soit l’implication de notre génétique dans le vieillissement. Les mêmes pratiques qui semblent maintenir les organes et les tissus de notre corps en bonne santé peuvent également maintenir nos gènes et nos chromosomes en bonne santé.

Quelles que soient les causes particulières du vieillissement, elles peuvent faire la différence :

• • Exercice – Des études ont montré que l’activité physique non seulement aide votre cœur et vos poumons à bien fonctionner, mais que l’exercice allonge les télomères.
  • Adoptez une alimentation saine – Une alimentation riche en fruits et légumes est associée à une plus grande activité des télomères (en fait, à un raccourcissement moindre des télomères dans vos cellules). Un régime alimentaire riche en acides gras oméga-3 est associé à des télomères plus longs, mais un régime alimentaire riche en acides gras oméga-6 est le contraire et est associé à des télomères plus courts. En outre, la consommation de boissons gazeuses est associée à des télomères plus courts. Le réservatrol, l’ingrédient responsable de l’excitation provoquée par la consommation de vin rouge (mais que l’on trouve également dans le jus de raisin rouge non alcoolisé) semble activer la protéine de longévité SIRT
  • Réduire le stress
  • Éviter les cancérigènes
  • Maintenir un poids sain – Non seulement l’obésité est liée à certains des mécanismes génétiques associés au vieillissement mentionnés ci-dessus (tels que le raccourcissement accru des télomères), mais des études répétées ont révélé des avantages en termes de longévité associés à une restriction calorique. Le premier principe de prévention du cancer mis en avant par l’Institut américain de recherche sur le cancer – être aussi mince que possible sans être en sous-poids – pourrait jouer un rôle dans la longévité ainsi que dans la prévention du cancer et des récidives.

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