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Des chercheurs étudiant les mécanismes biologiques à l’origine de la détérioration des os ont fait une découverte qui pourrait aider à traiter les affections liées à l’âge comme l’ostéoporose, en rajeunissant les cellules souches au cœur du processus.

Rajeunir les cellules souches mésenchymateuses

Le vieillissement naturel implique que certaines parties du corps humain ne fonctionnent plus aussi bien qu’avant, et il en va de même pour les cellules souches mésenchymateuses de notre moelle osseuse. Comme les autres cellules souches, celles-ci ont la capacité de se différencier en d’autres types de cellules pour former de nouveaux tissus ou d’autres matériaux biologiques et, dans ce contexte, elles jouent un rôle central dans la génération de cellules cartilagineuses, osseuses et adipeuses. Mais leur capacité à le faire diminue toutefois avec l’âge.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature Aging, des scientifiques de l’Institut Max Planck et de l’université de Cologne ont cherché à en comprendre les raisons épigénétiques. Un domaine scientifique s’intéressant à la manière dont les facteurs environnementaux externes peuvent influencer l’activité de nos gènes et la façon dont notre corps y répond, sans modifier la séquence des gènes eux-mêmes.

L’équipe s’est spécifiquement concentrée sur un changement épigénétique impliquant une modification des histones, protéines aidant à emballer l’ADN dans nos cellules et à en contrôler l’accès. En étudiant leur évolution en relation avec les cellules souches mésenchymateuses, les auteurs de l’étude ont peut-être trouvé un moyen de réguler le processus.

« Nous souhaitions savoir pourquoi ces cellules souches produisent moins de matériel pour le développement et le maintien des os à mesure que nous vieillissons, ce qui entraîne une accumulation de plus en plus importante de graisse dans la moelle osseuse », explique Andromachi Pouikli, co-auteur de l’étude. « Pour ce faire, nous avons comparé l’épigénome des cellules souches de souris jeunes et âgées, et constaté qu’il changeait de manière significative avec l’âge. Les gènes importants pour la production d’os étant particulièrement affectés. »

Les jeunes cellules souches (à gauche) produisent plus de matériel osseux (marron foncé) que les vieilles cellules souches (au centre). La nouvelle étude montre qu’elles peuvent être rajeunies grâce à l’acétate de sodium (à droite) — © Pouikli / Max Planck Institute for Biology of Ageing

Des effets significatifs

Afin d’identifier un moyen de rajeunir ces cellules vieillissantes, l’équipe les a isolées de la moelle osseuse de souris et les a traitées avec une solution nutritive contenant de l’acétate de sodium, un additif alimentaire courant. Ce traitement a transformé l’acétate en un élément que des enzymes ont ensuite fixé aux histones, ce qui a augmenté l’accès aux gènes et stimulé leur activité. « Ce traitement a entraîné un rajeunissement impressionnant de l’épigénome, améliorant ainsi l’activité des cellules souches et conduisant à une production plus importante de cellules osseuses », souligne Pouikli.

L’équipe s’est ensuite penchée sur ce processus chez l’Homme, en étudiant des cellules souches mésenchymateuses prélevées sur des sujets ayant subi une opération de la hanche. Chez les patients âgés souffrant d’ostéoporose, une maladie dans laquelle les os deviennent fins et fragiles, il s’est avéré qu’elles présentaient les mêmes changements épigénétiques que ceux observés chez les souris. S’il reste encore des questions à résoudre concernant la sécurité de l’utilisation de l’acétate de sodium dans les thérapies pour ce type d’affections, ces premiers résultats sont prometteurs.

« L’acétate de sodium est également un additif alimentaire, mais il n’est pas conseillé de l’utiliser sous cette forme, car l’effet que nous avons observé est vraiment spécifique à certaines cellules », explique Peter Tessarz, auteur principal de l’étude. « Il existe déjà de premières expériences de thérapies par cellules souches contre l’ostéoporose. Un tel traitement à l’acétate pourrait également fonctionner dans ce cas. Cependant, nous devons encore étudier plus en détail son impact sur l’ensemble de l’organisme afin d’identifier d’éventuels risques et effets secondaires. »

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