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Que se passe-t-il si vous transfusez du sang de vieilles souris à des jeunes ?

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Les scientifiques ont transfusé du sang de vieilles souris à de jeunes afin de mieux comprendre comment atténuer les effets du vieillissement. Crédit image : Buena Vista Images/Getty Images.
  • L’une des caractéristiques du vieillissement est la sénescence, un état dans lequel les cellules cessent de croître et de se diviser.
  • Une nouvelle étude montre que recevoir une seule transfusion sanguine de vieilles souris a provoqué le vieillissement des tissus chez les jeunes souris.
  • Le traitement des souris âgées avec des agents sénolytiques, qui sont des médicaments qui éliminent les cellules sénescentes, avant que les transfusions sanguines aux jeunes souris ne réduisent les niveaux de marqueurs de sénescence chez les jeunes souris.
  • L’étude montre que la sénescence peut survenir non seulement en raison de l’usure associée au vieillissement, mais également de facteurs transmissibles par le sang.

Un article récent publié dans Métabolisme naturel montre qu’une seule transfusion sanguine de vieilles souris à de jeunes animaux peut induire sénescence — vieillissement cellulaire — chez les jeunes souris.

L’identification de facteurs dans le sang des animaux âgés qui induisent le vieillissement pourrait aider à développer des thérapeutiques qui ralentissent le vieillissement

Auteur de l’étude Dr Irina Conboy, un professeur de l’Université de Californie à Berkeley, a déclaré Nouvelles médicales aujourd’hui:

« [Our study shows that] la sénescence cellulaire n’est ni intrinsèque à la cellule ni purement chronologique — phénomène d’accumulation de dommages ; elle peut être rapidement induite en 2 semaines chez les jeunes animaux. Sénolytiques ne réduisent que partiellement les effets négatifs du vieux sang sur les cellules et les tissus jeunes, suggérant des pistes thérapeutiques supplémentaires.

Le Dr Conboy a ajouté que cette étude confirme davantage le rôle des facteurs du sang ancien dans la promotion du vieillissement.

Les cellules ont tendance à réagir aux blessures ou au stress en subissant la mort cellulaire ou en entrant dans un état où elles arrêtent de se multiplier. Cet état dans lequel les cellules arrêtent de croître et de se diviser est connu sous le nom de sénescence cellulaire.

En plus des stimuli externes tels que le stress, des facteurs intrinsèques tels que les modifications de la structure de l’ADN avec le vieillissement peuvent également provoquer la sénescence.

Lors de la sénescence, les cellules peuvent envoyer des signaux au système immunitaire, facilitant leur suppression par les cellules immunitaires.

Un déclin progressif de la capacité du système immunitaire à éliminer ces cellules sénescentes se produit avec le vieillissement, entraînant l’accumulation de cellules sénescentes. L’accumulation de cellules sénescentes contribue au vieillissement des organes et est associée à des maladies chroniques.

Les cellules sénescentes peuvent également sécréter des molécules qui signalent aux cellules voisines de subir également une sénescence. Ces molécules sécrétées par les cellules sénescentes, connues sous le nom de phénotype sécrétoire associé à la sénescence (SASP), comprennent des protéines pro-inflammatoires et d’autres facteurs qui remodeler le tissu voisin.

Cependant, l’influence de ces facteurs sécrétés par les cellules sénescentes dans la promotion du vieillissement n’est pas bien comprise.

Les preuves d’études antérieures suggèrent que les molécules ou les cellules présentes chez les animaux plus âgés peuvent induire le vieillissement des tissus chez les animaux plus jeunes.

Par exemple, des études ont montré que joindre chirurgicalement une jeune souris à une souris plus âgée peut rajeunir les tissus de la souris plus âgée. En même temps, cette procédure entraîne le vieillissement des tissus chez l’animal plus jeune.

En plus d’avoir un système circulatoire commun, les animaux joints chirurgicalement partagent également des organes et sont exposés à un environnement similaire. Il est donc difficile de distinguer la source potentielle des facteurs pro-vieillissement ou de rajeunissement.

De même, la transfusion sanguine de souris âgées à des souris plus jeunes peut entraîner le vieillissement des tissus de l’animal plus jeune. Ces études suggèrent que certains facteurs présents dans le sang des souris plus âgées peuvent induire le vieillissement chez leurs homologues plus jeunes. Cependant, on ne sait pas si ces effets pro-vieillissement du vieux sang sont dus à des cellules sénescentes.

Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné si la sénescence pouvait être transférée des souris plus âgées aux plus jeunes par des transfusions sanguines.

Pour évaluer la capacité du vieux sang à induire la sénescence, les auteurs ont transfusé du sang de souris âgées (22-24 mois) à leurs homologues plus jeunes (3 mois). Le groupe témoin était composé de jeunes rats (3 mois) recevant des transfusions sanguines d’autres jeunes rats du même âge.

14 jours après avoir reçu la transfusion sanguine, les jeunes souris recevant du sang des souris plus âgées ont montré une expression accrue de biomarqueurs de sénescence dans les muscles, les reins et le foie. Cependant, une telle augmentation des niveaux de marqueurs de sénescence était absente dans les poumons, le cœur et le cerveau.

Les jeunes souris qui ont reçu des transfusions sanguines de souris plus âgées ont également montré des déficits dans les tâches d’évaluation de la force musculaire et ont présenté une endurance physique plus faible.

Semblable au tissu musculaire squelettique, les jeunes souris recevant du sang de souris plus âgées ont également montré des niveaux élevés de biomarqueurs pour les lésions tissulaires et une fonction altérée ou sous-optimale dans le foie et les reins.

Les chercheurs ont également transfusé du sang de souris plus jeunes à des souris plus âgées et ont découvert que la réception de sang jeune réduisait les lésions tissulaires dans le foie, les reins et les muscles des souris âgées.

En somme, ces résultats suggèrent l’induction de la sénescence chez les jeunes souris après avoir reçu des transfusions sanguines de souris plus âgées. De plus, la sénescence induite chez les jeunes animaux après avoir reçu du sang de vieilles souris était spécifique au tissu.

Les chercheurs ont ensuite cherché à savoir si l’élimination des cellules sénescentes chez les souris âgées pouvait empêcher l’induction de la sénescence chez les jeunes souris après un échange sanguin.

Pour cette expérience, les chercheurs ont maintenu les souris âgées sous un régime de médicaments sénolytiques qui éliminent les cellules sénescentes pendant environ 4 à 6 semaines. Comme prévu, le traitement avec les médicaments sénolytiques a réduit les niveaux de facteurs sécrétés associés à la sénescence dans le plasma des souris âgées.

Les chercheurs ont ensuite transfusé du sang de souris plus âgées traitées avec des médicaments sénolytiques ou un véhicule à de jeunes souris.

Les jeunes souris recevant du sang de souris plus âgées traitées avec des sénolytiques ont montré une expression réduite des marqueurs de sénescence dans les muscles, le foie et les reins que les jeunes souris recevant du vieux sang traité avec un véhicule.

Le traitement aux sénolytiques a également atténué le déclin de la fonction hépatique, musculaire et rénale et réduit les dommages à ces organes chez les jeunes souris recevant du sang ancien.

De plus, l’administration de sénolytiques à des souris plus âgées a également réduit les effets néfastes du sang ancien sur les niveaux d’activité physique et l’équilibre énergétique chez les jeunes souris.

Les jeunes souris recevant du sang de souris plus âgées traitées avec des médicaments sénolytiques ont également montré des niveaux inférieurs de protéines associées à l’inflammation, une caractéristique de la sénescence.

Cependant, les jeunes souris recevant du sang de souris âgées traitées par sénolyse ont montré certains effets négatifs associés à la transfusion de sang ancien. Par exemple, l’administration de sénolytiques à de vieilles souris avant le transfert sanguin n’a pas réussi à prévenir certains des effets négatifs sur la fonction rénale chez les jeunes souris.

Ces expériences montrent que la clairance des cellules sénescentes chez les souris âgées atténue les effets pro-vieillissement du transfert de sang ancien aux jeunes souris. En d’autres termes, en plus d’être causée par le stress ou le vieillissement, la sénescence peut également survenir en raison de l’exposition à des facteurs présents dans le sang ancien.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier les facteurs – tels que les molécules, les organites ou les cellules sénescentes elles-mêmes – présents dans le sang qui étaient responsables de l’induction de la sénescence chez les jeunes souris.

Les cellules sénescentes sécrètent un certain nombre de molécules de signalisation dans la circulation et ces molécules pourraient, au moins en partie, être responsables de l’induction de la sénescence. L’identification de ces facteurs pourrait aider à développer des thérapeutiques pour retarder le processus de vieillissement.

Dr James Kirkland au Mayo Clinic Kogod Center on Aging nous a dit :

« [This is an] étude intéressante qui soutient l’efficacité des sénolytiques pour soulager les dysfonctionnements liés à l’âge. Il confirme et étend les découvertes précédentes selon lesquelles la transplantation de cellules sénescentes d’animaux âgés dans de jeunes animaux provoque un dysfonctionnement et que l’élimination de ces cellules sénescentes des souris transplantées restaure la fonction ainsi que la découverte selon laquelle la transplantation de cœurs d’anciens dans de jeunes souris provoque la propagation de la sénescence et le dysfonctionnement dans les jeunes souris lors de la transplantation de cœurs de jeunes dans de jeunes souris ne le font pas.

Les résultats de cette étude soulèvent plusieurs questions intéressantes sur le vieillissement et les traitements potentiels pour ralentir le processus de vieillissement.

Dr Stefan Tuliusdirecteur du Transplant Surgery Research Laboratory au Brigham and Women’s Hospital a noté que «[a]Comme toute grande contribution scientifique, cette étude soulève de nombreuses questions ouvertes en plus de nous fournir un aspect des plus pertinents sur une meilleure compréhension du vieillissement et du potentiel d’allongement de la durée de vie en bonne santé.

« Ces questions ouvertes concernent en particulier la pertinence clinique des résultats principalement expérimentaux : quelle quantité de sang devra être transférée pour observer les effets ? Une seule transfusion de sang humain fera-t-elle une différence, ou l’échange de sang devra-t-il aller bien au-delà ? Combien de temps dureront les effets ? Seront-ils réversibles et ‘seulement’ temporaires ?

« Les auteurs rapportent des changements qui comprenaient des dommages durables aux organes cibles avec des cicatrices dans le foie et les reins », a ajouté le Dr Tulius.

« Comprendre les mécanismes impliqués dans ce processus peut être très intéressant et révélateur. Fait intéressant également, des effets fonctionnels, y compris des activités physiques compromises, ont été observés chez la souris. Seront-ils durables ou juste temporaires ? De plus, si les capacités physiques sont compromises, peut-on alors aussi s’attendre à des compromis cognitifs ? En effet, les auteurs présentent des découvertes fascinantes soulevant de nombreuses questions ouvertes intrigantes qui peuvent nous guider pour mieux comprendre le vieillissement et développer de nouvelles approches facilitant le vieillissement en bonne santé », a-t-il poursuivi.

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