Le vieillissement : un processus unique à chaque organe
Contrairement à l'idée répandue d'un déclin uniforme, le vieillissement varie d’un organe à l’autre, redéfinissant notre compréhension de ce phénomène complexe.
Des recherches menées à Stanford ont montré que des souris génétiquement identiques, élevées dans des conditions identiques, présentaient des trajectoires de vieillissement très différentes. Certaines gardaient des capacités cognitives et physiques élevées, tandis que d'autres montraient des signes de déclin avancé. Ces différences ont conduit les chercheurs à explorer le concept de "vieillissement des organes".
Selon cette approche, chaque organe peut vieillir à un rythme distinct, influençant non seulement les maladies auxquelles nous sommes exposés, mais aussi notre espérance de vie. Par exemple, une personne peut avoir un "cœur âgé" et être plus vulnérable aux maladies cardiaques, ou un "cerveau jeune" et présenter un risque réduit de démence. Cette variabilité biologique explique pourquoi certains quinquagénaires semblent en pleine forme alors que d'autres montrent des signes avancés de vieillesse.
Des avancées en biologie moléculaire et en intelligence artificielle permettent désormais d’estimer l’âge biologique des organes à partir d’échantillons sanguins. Ces analyses identifient des biomarqueurs spécifiques liés à l'activité des gènes et aux niveaux moléculaires. Si un individu de 40 ans présente des caractéristiques biologiques typiques d’une personne de 30 ou 50 ans, son âge biologique diffère de son âge chronologique.
Cependant, ces découvertes soulignent aussi les limites des tests actuels disponibles sur le marché. Bien que de nombreuses entreprises promettent d’évaluer l’âge biologique à l’aide de simples prélèvements, ces tests sont souvent peu fiables et basés sur des algorithmes simplifiés. En outre, la plupart donnent une estimation globale pour l'ensemble du corps, sans tenir compte des différences entre les organes.
Ces recherches ouvrent de nouvelles perspectives sur le vieillissement. En identifiant les organes qui vieillissent le plus rapidement, il pourrait devenir possible de ralentir ce processus grâce à des interventions adaptées. En attendant, elles rappellent que le vieillissement est un phénomène complexe et hautement personnel, bien au-delà du simple passage du temps.
Vieillir vite ou lentement
L'une des premières grandes études sur le vieillissement des organes a été publiée en 2020 dans la revue Nature. Wyss-Coray et d'autres chercheurs y ont suivi l'activité des gènes et les changements cellulaires dans 17 organes de souris de laboratoire à différents âges. Les résultats ont révélé que certains organes des rongeurs vieillissaient plus rapidement ou plus lentement, selon les souris, les organes, et même les cellules d'un même organe.
Cette découverte a renforcé l'idée croissante parmi les scientifiques que "le vieillissement n'est pas linéaire", selon Wyss-Coray. Cette étude et d'autres ont également laissé entendre que la séquence du vieillissement des organes pouvait influencer la santé tout au long de la vie, avec des organes vieillissant rapidement qui augmenteraient le risque de maladies ultérieures. De plus, le vieillissement pourrait être, d'une certaine manière, "contagieux" : les organes vieillissant les premiers libéreraient des substances biochimiques qui accéléreraient le vieillissement d'autres parties du corps.
Cependant, les souris ne sont pas des humains, et la prochaine étape évidente consistait à reproduire cette étude chez l'homme pour voir si les résultats seraient similaires. Cela posait toutefois des obstacles.
Il est impossible d’obtenir des échantillons de certains organes, comme le cerveau, chez des personnes vivantes. Wyss-Coray et ses collègues ont donc dû trouver une approche différente de celle utilisée avec les souris.
Pour une étude parue en couverture de Nature en 2023, ils se sont concentrés sur les protéines, qualifiées par Wyss-Coray de "blocs de construction de la vie". Ces protéines, produites par les cellules lors de l'expression des gènes, sont constamment libérées dans le sang. Certaines sont spécifiques à des organes particuliers : par exemple, certaines protéines produites par des cellules du foie ne peuvent provenir que du foie. Des recherches antérieures avaient déjà catégorisé ces protéines spécifiques aux organes, dont certaines sont utilisées dans les tests sanguins standards pour évaluer la santé des patients.
À partir de ces données, les scientifiques ont analysé des dossiers issus de bases de données médicales contenant des échantillons de sang d’environ 5 700 hommes et femmes de différents âges. Grâce à ces informations, des modèles d’apprentissage automatique sophistiqués ont créé des signatures moléculaires liées à l’âge pour 11 organes : le cœur, les poumons, les artères, le cerveau, les graisses, le système immunitaire, les intestins, les reins, le foie, les muscles et le pancréas.
Ainsi, les chercheurs pouvaient identifier un foie typique d’un quadragénaire et le distinguer de celui d’un quinquagénaire en étudiant les motifs de protéines présents dans leur sang. Ils ont aussi mis en évidence des écarts entre l’âge biologique des organes des participants et leur âge chronologique.
Il s’est avéré que de nombreuses personnes avaient des organes relativement âgés. Environ 20 % des 5 700 participants présentaient au moins un organe significativement plus vieux que leur âge de naissance, selon les protéines plasmatiques analysées. Ces organes vieillissants variaient d’une personne à l’autre, créant ce que les scientifiques ont appelé un "âgétype". Par exemple, les individus avec des cœurs particulièrement âgés étaient qualifiés de "cœur vieillissant", tandis que ceux avec des tissus graisseux âgés étaient appelés "graisses vieillissantes".
L’impact le plus marquant de ces organes âgés concernait les risques de maladies associées. Les "cœurs vieillissants", qu’ils soient d'âge moyen ou plus âgés, avaient jusqu'à 250 % plus de risques de développer une insuffisance cardiaque dans les années suivantes par rapport aux autres. Les "muscles vieillissants" augmentaient les risques de troubles de la marche. Vous voyez le tableau.
Les bienfaits d’un cerveau jeune
Toutefois, un groupe de 5 700 participants, bien que significatif pour des études biologiques, restait trop restreint pour explorer l’existence ou les effets des organes jeunes.
Pour une étude plus récente publiée en juin, les mêmes scientifiques se sont tournés vers la vaste base de données de la UK Biobank, rassemblant des échantillons sanguins et des dossiers de santé de 44 530 hommes et femmes âgés de 40 à 70 ans lors de leur inscription. Les chercheurs ont analysé les protéines associées au vieillissement des organes, comparé l’âge biologique des 11 mêmes organes avec l’âge réel des participants, et vérifié la survenue de maladies ou de décès sur une décennie.
Les associations étaient encore plus fortes dans ce groupe élargi. Environ 33 % des participants présentaient au moins un organe "extrêmement" âgé par rapport à leur âge réel. Près de 26 % avaient deux organes ou plus considérés comme extrêmement âgés, certains allant jusqu'à huit.
Les chercheurs ont de nouveau observé des liens entre l’âge des organes, les maladies et la longévité. Par exemple, les "cœurs vieillissants" étaient associés à des risques d'insuffisance cardiaque et de fibrillation auriculaire ; les "poumons vieillissants" à des maladies pulmonaires obstructives chroniques ; et les "foies vieillissants" à des maladies hépatiques chroniques.
Cependant, les effets du vieillissement du cerveau étaient les plus frappants. Les personnes avec des cerveaux extrêmement âgés avaient 3,4 fois plus de risques de développer la maladie d’Alzheimer que les autres, tandis que celles avec des cerveaux relativement jeunes avaient 81 % moins de risques. Un cerveau jeune était aussi associé à une meilleure longévité, les "cerveaux jeunes" vivant généralement plus longtemps que les "cerveaux âgés".
En réalité, un cerveau vieux était, de tous les organes, "le plus fortement prédictif de la mortalité", ont écrit les auteurs de l’étude, suggérant que le cerveau pourrait jouer un rôle central dans la régulation de la durée de vie humaine.
Changer l’âge de nos organes
La découverte peut-être la plus importante de cette nouvelle étude est que l’âge des organes semble "malléable", selon Oh.
En comparant l’âge des organes des participants à leurs modes de vie, les chercheurs ont constaté que ceux qui fumaient, buvaient fréquemment ou consommaient de la viande transformée présentaient un vieillissement accéléré des organes. À l’inverse, ceux qui faisaient régulièrement de l’exercice ou mangeaient du poisson gras avaient des organes plus jeunes.
L’utilisation d’œstrogènes jouait également un rôle notable chez les femmes ménopausées. Celles ayant pris des suppléments d’œstrogènes avaient des systèmes immunitaires, des foies et des artères relativement jeunes par rapport à celles qui n’en avaient pas pris.
Si les raisons pour lesquelles le régime alimentaire, l’exercice, les hormones ou d’autres facteurs affectent le vieillissement des organes restent floues, connaître son "âgétype" pourrait orienter des décisions de santé. Par exemple, un "cœur vieillissant" pourrait justifier des tests cardiaques plus fréquents et des ajustements dans le régime alimentaire et l’activité physique. Un "muscle vieillissant" pourrait encourager la musculation, connue pour améliorer la santé musculaire au niveau cellulaire.
Les tests sanguins pour diagnostiquer un âgétype pourraient bientôt devenir une réalité, bien qu’ils ne soient pas encore validés par la FDA pour un usage courant, a expliqué Oh. "Nous avons toujours besoin de plus d’études."
L’espoir est que ces tests permettent d’identifier les parties de notre corps – cœur, cerveau, reins, peau, intestins ou autre – qui vieillissent le plus vite et de découvrir ce qu’il est possible de faire pour ralentir ce processus.
L’idée que nous pourrions changer la façon dont nous vieillissons est "ce qui est vraiment excitant" dans cette recherche, a conclu Oh.
