Le code des télomères en fin de vie : où est la limite de la durée de vie ?

Produit par : Science Popularization China

Auteur : Cheng Yiqing, Zhang Peng (Centre scientifique des champs magnétiques élevés, Instituts des sciences physiques de Hefei, Académie chinoise des sciences)

Producteur : China Science Expo

Note de l'éditeur : Afin de décoder les derniers mystères des sciences de la vie, le projet de technologie de pointe de China Science Popularization a lancé une série d'articles intitulée « Nouvelles connaissances de la vie », qui interprète les phénomènes de la vie et révèle les mystères de la biologie sous un angle unique. Plongeons dans le monde de la vie et explorons des possibilités infinies.

Selon les archives historiques, Qin Shi Huang a envoyé à plusieurs reprises des alchimistes à l'étranger pour rechercher des élixirs afin d'atteindre l'immortalité. L'empereur Wu de Han a été trompé à maintes reprises dans sa quête d'immortalité, mais il est resté obsédé par elle... Il n'est pas difficile de voir qu'à travers les milliers d'années d'histoire de la civilisation chinoise, il y a toujours eu un désir infini et une quête fanatique de l'immortalité.

Qu’ils soient empereurs, généraux ou gens ordinaires, ils aspirent tous à un moyen d’atteindre la vie éternelle. De plus, les différents mythes et légendes qui circulent dans le monde, les différentes œuvres cinématographiques et télévisuelles présentées au public, et même les bénédictions simples et chaleureuses de la vie telles que « vivre longtemps » et « vivre aussi longtemps que les montagnes du Sud » reflètent tous le désir infini de l'humanité pour la « longévité ».

La naissance, le vieillissement, la maladie et la mort font partie de la nature humaine

(Source de la photo : galerie photo veer)

Cependant, quiconque connaît la fin de l’histoire sait que ceux qui recherchent l’immortalité ne peuvent échapper au destin de la mort à la fin. En conséquence, les gens ont progressivement accepté que la naissance, le vieillissement, la maladie et la mort sont des lois objectives qui se produisent naturellement, et ont réalisé que l’idée déraisonnable de l’immortalité n’est rien d’autre qu’une illusion irréaliste.

Les limites de la division cellulaire : la fin de la vie humaine

Avec le développement des temps et les progrès de la science et de la technologie, les êtres humains ont commencé à réobserver et à examiner le monde d’un point de vue scientifique. Les scientifiques ont commencé à explorer le monde intérieur de la vie de l’extérieur vers l’intérieur et ont progressivement découvert les mystères de la vie. En fait, qu’il s’agisse du vieillissement ou de la mort, la « survenue naturelle » de ces phénomènes de la vie peut être retracée.

Dans les années 1960, des scientifiques comme Hayflick ont ​​découvert qu’il existe une limite supérieure au nombre de fois que les cellules embryonnaires humaines normales peuvent se diviser. Après un certain nombre de divisions, les cellules cesseront de se diviser et la vie humaine prendra fin. Selon cette théorie, la durée de vie humaine est limitée à environ 120 à 150 ans.

Alors pourquoi les cellules cessent-elles de se diviser ? Qu’est-ce qui limite exactement la durée de vie humaine ?

L'horloge de la vie - Télomères

Nous savons tous que les chromosomes sont d’importants vecteurs d’informations génétiques. Ils peuvent transmettre avec précision des informations génétiques aux cellules filles lors de chaque division cellulaire. C'est précisément grâce à leur existence que chaque espèce peut conserver sa propre singularité tout en étant transmise de génération en génération, réalisant ainsi le principe « on récolte ce que l'on sème », permettant à tous les organismes de la nature de prospérer de manière ordonnée. L’importance des chromosomes pour la vie est donc évidente.

Télomères

(Source de la photo : galerie photo veer)

Les télomères sont de petites structures constituées d’ADN et de protéines situées aux extrémités des chromosomes dans les cellules. Ils recouvrent et protègent les extrémités des chromosomes comme des capuchons. Les télomères protègent non seulement l’intégrité des chromosomes, mais contrôlent également le cycle de division des cellules humaines.

Les recherches modernes en biologie moléculaire ont montré que chaque division cellulaire s’accompagne d’une réplication chromosomique, et que chaque réplication chromosomique se fait au prix de la perte d’une partie de l’extrémité (le télomère). Ainsi, à mesure que le nombre de divisions cellulaires augmente, les télomères deviennent de plus en plus courts, jusqu'à ce qu'ils soient si courts que la cellule ne peut plus se diviser normalement, et la cellule ne se renouvelle plus et ne fait que mourir. Aujourd’hui, l’opinion dominante dans la communauté scientifique est que la longueur des télomères indique le processus de vieillissement et de mort cellulaire, et détermine ainsi la durée de vie humaine.

Processus de vieillissement

(Source de la photo : galerie photo veer)

Autrement dit, en l’absence de traumatisme et de maladie, à mesure que les télomères raccourcissent progressivement, le corps humain continuera à vieillir jusqu’à la mort. Des études ont montré que, chez les individus, les personnes ayant des télomères plus longs vivent plus longtemps. La longueur extrêmement courte des télomères est étroitement liée à la mort causée par des tumeurs malignes hématopoïétiques, des maladies cardiovasculaires, des maladies digestives et respiratoires, des médicaments, etc. Il est intéressant de noter que certains scientifiques ont comparé les lymphocytes T mâles et femelles et ont découvert qu'il existe une différence entre les sexes dans la longueur moyenne des télomères : les télomères des femmes sont plus longs que ceux des hommes et sont en moyenne 8 ans « plus jeunes » que les hommes.

Comparaison de la longueur moyenne des télomères des lymphocytes T mâles et femelles par deux méthodes

(Source de l'image : Référence [4])

De plus, en plus des facteurs congénitaux qui affectent la longueur des télomères, l’environnement acquis peut également avoir un impact sur celle-ci. Par exemple, certains scientifiques ont découvert que le stress psychologique peut également endommager les télomères. On peut constater que maintenir une attitude positive et bonne envers la vie est également très important pour la santé et la longévité. Alors, les télomères peuvent-ils être allongés ?

Dommages aux télomères causés par le stress psychologique

(Source de l'image : Référence [2])

La télomérase : la clé de la longévité ?

En fait, dès 2009, plusieurs scientifiques américains ont découvert les télomères et ont également découvert l'existence d'une substance dans le corps capable de catalyser l'allongement des télomères : la télomérase. La télomérase est un complexe ARN-protéine qui utilise son propre ARN comme modèle pour étendre l'ADN aux extrémités des chromosomes grâce au processus de transcription inverse.

Le lobe central catalytique de la télomérase humaine (bleu) en complexe avec les histones (rose et marron) et l'ADN télomérique

(Source de la photo : galerie photo veer)

En théorie, l’existence de la télomérase peut compenser la perte de télomères causée par la division cellulaire, permettant aux cellules de se diviser indéfiniment. Cependant, l'activité de la télomérase dans les cellules somatiques normales est très faible, c'est-à-dire que la vitesse à laquelle la télomérase étend les télomères est bien inférieure à la vitesse à laquelle les télomères sont consommés. C’est pourquoi, bien que la télomérase existe dans le corps humain, elle ne peut pas empêcher la tendance générale au raccourcissement des télomères dans les cellules somatiques ordinaires et ne peut pas rendre les cellules immortelles.

Bien que l'activité de la télomérase dans les cellules somatiques ordinaires soit très faible, il existe certaines cellules spéciales, telles que les cellules embryonnaires et les cellules germinales, dans lesquelles l'activité de la télomérase est très élevée. L’ADN télomérique de ces cellules ne raccourcit pas avec l’augmentation du nombre de divisions cellulaires et a la capacité de proliférer indéfiniment.

Est-il donc possible d’activer l’activité de la télomérase dans les cellules somatiques ordinaires d’une manière ou d’une autre pour atteindre l’immortalité humaine ?

Le choix de la vie : l’immortalité ou la mort ?

En fait, il existe certaines cellules somatiques dans le corps humain dont l'activité télomérase augmente soudainement, permettant ainsi une prolifération cellulaire illimitée : ce sont des cellules cancéreuses. C’est vrai, les cellules cancéreuses qui terrifient les humains sont immortelles. Par conséquent, si l’activité de la télomérase dans les cellules somatiques ordinaires est activée, les cellules se diviseront indéfiniment et se développeront davantage en cellules cancéreuses. Les cellules cancéreuses qui se développent de manière incontrôlée finiront par se transformer en tumeurs. Le résultat est : les cellules deviennent immortelles, mais la personne meurt.

Chromosomes avec télomères

(Source de la photo : galerie photo veer)

De ce point de vue, l’activité de la télomérase est restreinte dans les cellules somatiques humaines, ce qui provoque un raccourcissement des télomères à chaque division cellulaire, ce qui semble fournir un mécanisme naturel pour limiter la tumorigenèse et tuer les cellules cancéreuses dans l’œuf.

Cela montre que les différents mécanismes de fonctionnement du corps humain sont extrêmement sophistiqués. Le raccourcissement normal des télomères est un élément très important du maintien de la santé humaine. Ils atteignent l’équilibre nécessaire entre la limitation de la durée de vie des cellules et la durée de vie du corps humain, la prévention de l’apparition du cancer et la fixation d’une limite de durée de vie.

À l’heure actuelle, on ne sait toujours pas si l’immortalité pourra être atteinte un jour, mais ce qui est certain, c’est que les scientifiques ont travaillé dur pour explorer la vérité de la vie. À mesure que les scientifiques mènent des recherches plus approfondies sur le corps humain et le mécanisme de raccourcissement des télomères et que la technologie médicale continue de se développer, la durée de vie humaine moyenne augmentera progressivement.

Références :

[1] Liu J, Wang L, Wang Z, Liu JP. Rôles de la biologie des télomères dans la sénescence cellulaire, le vieillissement réplicatif et chronologique. Cellules. 15 janvier 2019 ;8(1):54.

[2] Lin J, Epel E. Stress et raccourcissement des télomères : aperçu des mécanismes cellulaires. Ageing Res Rev. 2022 janv.;73:101507.

[3] Ye Q, Apsley AT, Etzel L, Hastings WJ, Kozlosky JT, Walker C, Wolf SE, Shalev I. Longueur des télomères et âge chronologique tout au long de la vie humaine : une revue systématique et une méta-analyse de

414 échantillons d’étude incluant 743 019 individus. Ageing Res Rev. 2023 sept.;90:102031.

[4] Premier ministre de Lansdorp. Différences entre les sexes dans la longueur des télomères, la durée de vie et les niveaux de dyskérine embryonnaire. Vieillissement cellulaire. 2022 mai;21(5):e13614.

[5] Zhu Y, Liu X, Ding X, Wang F, Geng X. Télomère et son rôle dans les voies du vieillissement : raccourcissement des télomères, sénescence cellulaire et dysfonctionnement mitochondrial. Biogérontologie. 2019 févr.;20(1):1-16.

[6] Bernardes de Jesús B, Blasco MA. La télomérase à l’intersection du cancer et du vieillissement. Tendances Genet. 2013 sept.;29(9):513-20.

[7] Sandin S, Rhodes D. Structure de la télomérase. Opinion actuelle Struct Biol. 2014 avr;25(100):104-10.