L'activité cérébrale joue un rôle dans le vieillissement et la longévité humains
Pour la première fois, des scientifiques ont montré que l'activité cérébrale avait une influence significative sur la durée de vie humaine. Dans une nouvelle étude, ils démontrent comment l'activité neuronale est plus élevée chez les individus ayant une durée de vie plus courte et plus faible chez ceux qui vivent plus longtemps.
Dans un récent La nature article, des chercheurs de la Harvard Medical School à Boston, MA, rapportent comment ils ont trouvé une signature distincte de la longévité humaine dans les gènes du cortex cérébral du cerveau.
La signature qu'ils ont trouvée est un modèle d'expression génique qui «se caractérise par une régulation négative des gènes liés à l'excitation neurale et à la fonction synaptique», écrivent les auteurs.
L'activité neuronale est liée à la quantité de signalisation - sous forme de courants électriques et d'autres émetteurs - qui se passe dans le cerveau. Une activité neuronale excessive, ou une excitation excessive, peut se présenter de diverses manières, comme une contraction musculaire ou un changement d'humeur.
Pour l'étude, les chercheurs ont réalisé des expériences cellulaires, génétiques et moléculaires sur des vers. Ils ont également analysé des souris avec des gènes modifiés et examiné les tissus cérébraux de personnes âgées de plus de 100 ans au moment de leur mort.
Ces tests ont révélé non seulement que la modification de l'activité neuronale peut influencer la durée de vie, mais ils ont également donné des indices sur les processus moléculaires qui pourraient être impliqués.
«Un aspect intrigant de nos découvertes», déclare l'auteur principal de l'étude Bruce A. Yankner, professeur de génétique et de neurologie à la Harvard Medical School, «est que quelque chose d'aussi transitoire que l'état d'activité des circuits neuronaux pourrait avoir des conséquences aussi importantes sur la physiologie. et la durée de vie. »
Influenceurs moléculaires de la longévité
Les scientifiques savent depuis un certain temps que l'activité neuronale affecte une gamme de conditions, y compris l'épilepsie et la démence. Cependant, alors que certaines études animales ont mis en évidence un effet sur le vieillissement, il n'était pas clair jusqu'à présent si cette influence pourrait également s'étendre aux humains.
Signalisation par les hormones, l'insuline et le facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF) sont déjà bien connus en tant qu'influenceurs moléculaires de la longévité. Les scientifiques pensent également que c'est la même voie de signalisation que la restriction calorique fonctionne.
Les nouvelles découvertes révèlent que l'excitation neurale influence également la longévité dans cette voie de signalisation de l'insuline et de l'IGF. La clé réside dans un facteur de transcription appelé REST.
Les facteurs de transcription sont des protéines qui activent et désactivent les gènes, c'est-à-dire contrôlent l'expression des gènes. De cette manière, la même séquence de gènes peut avoir des effets assez différents dans les cellules, selon ceux qui sont activés et ceux qui sont désactivés.
C'est en grande partie grâce à des facteurs de transcription et à leur contrôle de l'expression des gènes que les cellules des humains et d'autres organismes avancés ont un si vaste répertoire de réactions génétiques à leur environnement.
Dans des travaux antérieurs, le professeur Yankner et son équipe avaient déjà montré que REST aide à protéger le cerveau des effets stressants qui endommagent les cellules nerveuses, comme ceux qui conduisent à la démence.
REST supprime l'activité neuronale
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que REST supprime également l'activité neuronale dans des modèles animaux allant des vers aux mammifères. Le facteur de transcription semble supprimer les gènes qui jouent un rôle central dans l'excitation neurale.
Ces gènes contrôlent les canaux ioniques, les récepteurs des messagers chimiques et les composants qui composent les synapses, qui sont les structures qui permettent aux cellules de se transmettre des messages.
Les enquêteurs ont effectué des tests dans lesquels ils ont bloqué REST - ou le facteur de transcription équivalent - dans les différents modèles animaux. Ces tests ont non seulement abouti à une activité neuronale plus élevée, mais ont également raccourci la durée de vie des animaux.
En revanche, l'augmentation des niveaux de REST a eu l'effet inverse - elle a conduit à une activité neuronale plus faible et à une durée de vie plus longue.
Des tests sur des cellules de tissu cérébral humain post-mortem ont également révélé que les individus dont la durée de vie avait dépassé 100 ans avaient des niveaux significativement plus élevés de REST dans leurs noyaux que ceux dont la durée de vie avait été de 20 à 30 ans plus courte.
L'effet d'une activité neuronale plus faible, à son tour, active un autre groupe de protéines appelé facteurs de transcription de la tête de fourche qui influencent la longévité à travers la voie de signalisation de l'insuline et de l'IGF dans de nombreux organismes.
Le professeur Yankner suggère qu'il pourrait y avoir des facteurs génétiques et environnementaux derrière la variation de l'activité neuronale chez l'homme.
Lui et son équipe proposent que, lorsqu'ils sont ajoutés aux découvertes précédentes sur le rôle que joue REST dans des conditions cérébrales dommageables telles que la démence, les nouveaux résultats devraient stimuler l'intérêt pour le développement de médicaments qui ciblent la protéine.
Il prévient cependant que leur étude n’a pas clarifié si la personnalité, la pensée ou le comportement des gens peuvent influencer leur durée de vie.
«Un futur domaine de recherche passionnant sera de déterminer comment ces résultats sont liés aux fonctions cérébrales humaines d’ordre supérieur.»
Professeur Bruce A. Yankner
