Une "colle" anti-âge répare naturellement l'ADN endommagé pour protéger les cellules cérébrales
Une protéine présente dans nos cellules s'est révélée être une arme secrète contre le vieillissement biologique, agissant comme une colle pour réparer l'ADN endommagé et prévenir la dégénérescence neurologique, y compris celle observée dans les maladies des motoneurones, d'Alzheimer et de Parkinson. Des chercheurs de l'Université Macquarie ont étudié une protéine appelée disulfure isomérase (PDI), généralement trouvée dans le liquide gélatineux (cytoplasme) des cellules, où elle aide à guider d'autres protéines dans leur formation correcte. Cependant, l'équipe a découvert que la PDI peut se déplacer à travers le cytoplasme et pénétrer dans le noyau de la cellule – le centre de contrôle – pour réparer les cassures des brins d'acide désoxyribonucléique (ADN).
Avec l'âge, la capacité de notre corps à réparer et à maintenir les brins d'ADN peut entraîner un vieillissement prématuré et une neurodégénérescence, ainsi qu'augmenter le risque de développer des maladies graves. « Tout comme une coupure sur votre peau doit guérir, l'ADN dans nos cellules a besoin d'être constamment réparé », explique le neurobiologiste Dr Sina Shadfar, du Centre de recherche sur les maladies des motoneurones de l'université. « Chaque jour, des cellules individuelles subissent des milliers de micro-lésions de leur ADN – à la fois de l'intérieur de notre corps et de facteurs de stress environnementaux comme la pollution ou la lumière UV. Normalement, le corps réagit rapidement. Mais avec l'âge, ces mécanismes de réparation s'affaiblissent, permettant aux dommages de s'accumuler. »
L'un des signaux d'alarme les plus importants des dommages à l'ADN se trouve dans le cerveau. Les neurones matures – cellules nerveuses – sont hautement spécialisés et, contrairement à d'autres cellules, ne possèdent pas de centrioles, le mécanisme essentiel à la division et à la réplication cellulaires. Pour cette raison, notre corps ne peut pas simplement réparer les dommages à l'ADN ou obtenir de nouveaux neurones non endommagés pour les remplacer. C'est l'une des raisons pour lesquelles les scientifiques s'intéressent particulièrement aux thérapies par cellules souches neurales pour les lésions cérébrales et les fonctions cognitives.
Les scientifiques ont découvert que la PDI, en revanche, a le pouvoir de pénétrer dans le noyau d'une cellule et de réparer les dommages, ce qui prolongerait essentiellement la vie et la fonction de ces systèmes microscopiques très importants. « Les cellules cérébrales sont particulièrement vulnérables », explique Shadfar. « Contrairement aux cellules de la peau ou du sang, elles ne se divisent pas et ne se renouvellent pas – donc tout dommage qui s'y accumule reste. Et si les dommages ne sont pas réparés, cela peut finalement conduire à la mort de ces cellules critiques. »
« Jusqu'à présent, nous ne savions pas pourquoi la PDI apparaissait parfois dans le noyau », ajoute-t-il. « Pour la première fois, nous avons montré qu'elle agit comme une colle ou un catalyseur, aidant à réparer l'ADN cassé dans les cellules qui se divisent et celles qui ne se divisent pas. » Pour démontrer le rôle de la PDI, les scientifiques ont retiré cette protéine de cellules cancéreuses humaines et de cellules cérébrales de souris endommagées par l'ADN. Ces cellules n'ont pas pu réparer seules les dommages génétiques, mais une fois la PDI ajoutée, cette fonction est revenue.
Dans une étude sur des poissons-zèbres vivants, les chercheurs ont augmenté l'activité de la PDI, ce qui a protégé les animaux des dommages normaux liés à l'âge sur l'ADN. Aujourd'hui, l'équipe examine diverses méthodes de thérapie génique utilisant la PDI sur les cellules, y compris le traitement par ARNm pour mieux diriger la PDI dans la réparation de l'ADN. L'équipe universitaire peut se concentrer sur la maladie des motoneurones (MND), mais elle peut être appliquée à toutes les conditions où l'ADN endommagé contribue à l'avancement des conditions neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson.
« Ce travail a le potentiel de transformer notre approche des maladies neurodégénératives », déclare Shadfar. « Nous voulons intervenir plus tôt – avant que trop de dommages ne soient causés. Notre objectif ultime est de prévenir ou d'arrêter la progression de ces conditions dévastatrices. Les décès dus à la MND ont augmenté de 250 % au cours des 30 dernières années », ajoute-t-il. « Les cas de démence, y compris la maladie d'Alzheimer, devraient plus que doubler d'ici 2041. »
La PDI a déjà été identifiée comme une menace dans le traitement du cancer, avec des niveaux élevés de cette protéine protégeant les cellules tumorales des attaques. Ainsi, tandis que les thérapies anti-âge pourraient cibler des cellules spécifiques, comme les neurones pour les thérapies anti-âge, les scientifiques pourraient également désactiver les capacités de protection de la PDI dans les tumeurs, rendant les cancers plus vulnérables aux traitements comme la chimiothérapie.
« La PDI est comme un agent double », explique Shadfar. « Dans les cellules saines, elle répare l'ADN et aide à prévenir les maladies. Mais dans le cancer, elle est détournée – elle finit par protéger la tumeur au lieu du corps. C'est pourquoi il est si important de la comprendre pleinement. » La recherche a été publiée dans la revue Aging Cell. Source : Université Macquarie
