Le vieillissement peut modifier certaines cellules cérébrales plus que d’autres

Communiqué de presse

Jeudi 2 janvier 2025

Une étude financée par le NIH sur la souris fournit une feuille de route sur la façon dont le vieillissement peut modifier l’activité génétique des cellules cérébrales.

Sur la base d’une nouvelle recherche sur la cartographie cérébrale financée par les National Institutes of Health (NIH), les scientifiques ont découvert que tous les types de cellules du cerveau ne vieillissent pas de la même manière. Ils ont découvert que certaines cellules, comme un petit groupe de cellules contrôlant les hormones, peuvent subir davantage de changements d’activité génétique liés à l’âge que d’autres. Les résultats, publiés dans Naturesoutiennent l’idée selon laquelle certaines cellules sont plus sensibles que d’autres au processus de vieillissement et aux troubles cérébraux liés au vieillissement.

« 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 susceptibles d’être les plus affectées par le vieillissement », a déclaré Richard J. Hodes, MD, directeur de l’Institut national sur le vieillissement du NIH. « 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. »

Les scientifiques ont utilisé des outils d’analyse génétique avancés pour étudier des cellules individuelles dans le cerveau de souris « jeunes » de 2 mois et de souris « âgées » de 18 mois. Pour chaque âge, les chercheurs ont analysé l’activité génétique d’une variété de types de cellules situés dans 16 grandes régions différentes, constituant 35 % du volume total du cerveau d’une souris.

Comme les études précédentes, les premiers résultats ont montré une diminution de l’activité des gènes associés aux circuits neuronaux. Ces diminutions ont été observées dans les neurones, les cellules des circuits primaires, ainsi que dans les cellules « gliales » appelées astrocytes et oligodendrocytes, qui peuvent prendre en charge la signalisation neuronale en contrôlant les niveaux de neurotransmetteurs et en isolant électriquement les fibres nerveuses. En revanche, le vieillissement a augmenté l’activité des gènes associés à l’immunité cérébrale et aux systèmes inflammatoires, ainsi que des cellules des vaisseaux sanguins du cerveau.

Une analyse plus approfondie a permis de déterminer quels types de cellules pourraient être les plus sensibles au vieillissement. Par exemple, les résultats suggèrent que le vieillissement réduit le développement des neurones du nouveau-né présents dans au moins trois parties différentes du cerveau. Des études antérieures ont montré que certains de ces neurones nouveau-nés pourraient jouer un rôle dans les circuits qui contrôlent certaines formes d’apprentissage et de mémoire, tandis que d’autres pourraient aider les souris à reconnaître différentes odeurs.

Les cellules qui semblent les plus sensibles au vieillissement entourent le troisième ventricule, un pipeline majeur qui permet au liquide céphalo-rachidien de traverser l’hypothalamus. Situé à la base du cerveau de la souris, l’hypothalamus produit des hormones qui peuvent contrôler les besoins fondamentaux du corps, notamment la température, la fréquence cardiaque, le sommeil, la soif et la faim. Les résultats ont montré que les cellules tapissant le troisième ventricule et les neurones voisins de l’hypothalamus présentaient les plus grands changements dans leur activité génétique avec l’âge, notamment une augmentation des gènes de l’immunité et une diminution des gènes associés aux circuits neuronaux.

Les auteurs ont noté que ces observations concordent avec des études antérieures sur plusieurs animaux différents qui montraient des liens entre le vieillissement et le métabolisme corporel, notamment celles sur la façon dont le jeûne intermittent et d’autres régimes hypocaloriques peuvent augmenter la durée de vie. Plus précisément, les neurones sensibles à l’âge de l’hypothalamus sont connus pour produire des hormones d’alimentation et de contrôle de l’énergie, tandis que les cellules tapissant les ventricules contrôlent le passage des hormones et des nutriments entre le cerveau et le corps. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour examiner les mécanismes biologiques à l’origine de ces résultats, ainsi que pour rechercher d’éventuels liens avec la santé humaine.

Le projet a été dirigé par Kelly Jin, Ph.D., Bosiljka Tasic, Ph.D. et Hongkui Zeng, Ph.D., du Institut Allen pour les sciences du cerveauSeattle. Les scientifiques ont utilisé des outils de cartographie cérébrale développés dans le cadre du NIH Recherche sur le cerveau grâce à l’avancement des neurotechnologies innovantes® (CERVEAU) Initiative – Réseau de recensement cellulaire (BICCN) — pour étudier plus de 1,2 million de cellules cérébrales, soit environ 1 % du total des cellules cérébrales, provenant de souris jeunes et âgées.

«Pendant des années, les scientifiques ont étudié les effets du vieillissement sur le cerveau, principalement une cellule à la fois. Désormais, grâce à des outils innovants de cartographie cérébrale – rendus possibles par la NIH BRAIN Initiative – les chercheurs peuvent étudier comment le vieillissement affecte une grande partie du cerveau dans son ensemble », a déclaré John Ngai, Ph.D., directeur de The BRAIN Initiative®. « Cette étude montre que l’examen du cerveau de manière plus globale peut fournir aux scientifiques de nouvelles informations sur la façon dont le cerveau vieillit et sur la manière dont les maladies neurodégénératives peuvent perturber l’activité normale du vieillissement. »

Cette étude a été financée par des subventions du NIH R01AG066027 et U19MH114830.

Les chercheurs peuvent obtenir les données de l’étude en visitant le site Web suivant : https://assets.nemoarchive.org/dat-61kfys3.

À propos de l’Institut national sur le vieillissement (NIA): La NIA dirige les efforts du gouvernement fédéral américain pour mener et soutenir la recherche sur le vieillissement ainsi que sur la santé et le bien-être des personnes âgées. Apprenez-en davantage sur les changements cognitifs liés à l’âge et les maladies neurodégénératives via les NIA Site Web du Centre d’éducation et de référence sur la maladie d’Alzheimer et les démences associées (ADEAR). Visitez le site Web principal du NIA pour obtenir des informations sur une gamme de sujets liés au vieillissement, en Anglais et Espagnolet rester connecté.

L’Initiative CERVEAU®une collaboration multidisciplinaire à travers 10 instituts et centres du NIHoccupe une position unique pour que des découvertes transversales en neurosciences révolutionnent notre compréhension du cerveau humain. En accélérant le développement et l’application de neurotechnologies innovantes, la BRAIN Initiative® permet aux chercheurs de comprendre le cerveau à des niveaux de détail sans précédent, tant en matière de santé que de maladie, améliorant ainsi la façon dont nous traitons, prévenons et guérissons les troubles cérébraux. L’Initiative BRAIN implique un réseau multidisciplinaire de partenaires fédéraux et non fédéraux dont les missions et les portefeuilles de recherche actuels complètent les objectifs de l’Initiative BRAIN.

À propos des National Institutes of Health (NIH) :Le NIH, l’agence nationale de recherche médicale, comprend 27 instituts et centres et fait partie du ministère américain de la Santé et des Services sociaux. Le NIH est la principale agence fédérale qui mène et soutient la recherche médicale fondamentale, clinique et translationnelle, et étudie les causes, les traitements et les remèdes pour les maladies courantes et rares. Pour plus d’informations sur le NIH et ses programmes, visitez www.nih.gov.

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