Publié le 2024-02-29 14:35:00. Des chercheurs de l’Université du Michigan explorent les liens complexes entre gènes, comportement et environnement pour comprendre comment prolonger la durée de vie, en s’inspirant d’études menées sur des vers, des mouches et, potentiellement, les humains.
- Une équipe de l’Université du Michigan a identifié un gène, fmo-2, qui joue un rôle clé dans l’allongement de la durée de vie en réponse à une restriction calorique.
- Le simple contact physique, comme celui avec des billes imitant la texture de la nourriture, peut atténuer les effets bénéfiques de la restriction alimentaire sur la longévité.
- Des modifications du métabolisme du tryptophane, induites par l’activation ou la désactivation du gène fmo-2, influencent le comportement des organismes.
La quête de la longévité, voire de l’immortalité, fascine l’humanité depuis des siècles. Si les régimes restrictifs sont reconnus pour leur potentiel à augmenter l’espérance de vie, leur mise en œuvre sur le long terme s’avère souvent difficile. Des recherches récentes menées par le laboratoire du Dr Scott Leiser, au sein du département de physiologie moléculaire et intégrative de la faculté de médecine de l’Université du Michigan, mettent en lumière des mécanismes biologiques insoupçonnés qui pourraient permettre de prolonger la vie sans les contraintes associées à une alimentation drastique.
La première étude, publiée dans la revue PNAS, s’est concentrée sur le nématode Caenorhabditis elegans (C. elegans), un organisme modèle fréquemment utilisé en recherche. Les scientifiques ont observé que l’environnement et l’accès à la nourriture influencent significativement la durée de vie de ces vers. « Croyez-le ou non, la plupart des idées centrales et des types de métabolisme que nous étudions sont conservés des vers aux humains », explique le Dr Leiser.
Les chercheurs ont découvert que la perception de l’environnement déclenche la libération d’hormones telles que l’adrénaline et la dopamine, un processus également observé chez les vers. Des travaux antérieurs avaient déjà démontré que le stress, notamment le manque de nourriture, pouvait favoriser la survie. Cependant, des recherches antérieures du Dr Scott Pletcher, collègue de Leiser à l’UM, ont révélé que la simple odeur de nourriture pouvait annuler cet effet protecteur.
L’équipe de Leiser, dirigée par le Dr Elizabeth Kitto et avec le soutien du Dr Safa Beydoun, s’est alors interrogée sur l’impact d’autres stimuli sensoriels, comme le toucher, sur les effets bénéfiques de la restriction alimentaire. Pour tester cette hypothèse, ils ont exposé les vers à un lit de billes dont la texture était similaire à celle de la bactérie Escherichia coli, leur source de nourriture habituelle. Le contact avec ces billes s’est avéré suffisant pour réduire l’expression du gène fmo-2, un gène lié à la longévité, et atténuer ainsi l’effet de prolongation de la vie de la restriction alimentaire.
Le Dr Leiser avait déjà identifié en 2015 que fmo-2 était un gène à la fois nécessaire et suffisant pour prolonger la durée de vie en cas de restriction calorique. « L’enzyme fmo-2 remodèle le métabolisme et augmente ainsi la durée de vie », précise-t-il. « Sans cette enzyme, la restriction alimentaire n’a aucun effet sur la longévité. » L’expérience a révélé que le toucher active un circuit neuronal qui module la libération de dopamine et de tyramine, diminuant ainsi l’expression de fmo-2 et réduisant l’effet de longévité du régime restreint.
Plus important encore, ces circuits peuvent être manipulés, selon le Dr Leiser. « Si nous pouvions induire l’expression de fmo-2 sans réduire l’apport alimentaire, nous pourrions activer la réponse au stress et, en quelque sorte, tromper le cerveau pour prolonger la durée de vie. »
Une autre étude, publiée dans la revue Science Advances, a révélé que l’enzyme fmo-2 influence également le comportement des vers. Les vers génétiquement modifiés pour surexprimer fmo-2 se sont montrés indifférents aux changements positifs et négatifs de leur environnement, ignorant les bactéries potentiellement nocives et ne ralentissant pas pour se nourrir après une période de jeûne, contrairement aux vers normaux. À l’inverse, les vers dépourvus de fmo-2 exploraient moins leur environnement. Ces changements comportementaux sont liés à une modification du métabolisme du tryptophane.
« Toute intervention visant à prolonger la vie aura des effets secondaires, et nous pensons que l’un de ces effets secondaires sera comportemental », souligne le Dr Leiser. « En comprenant cette voie métabolique, nous pourrions potentiellement développer des compléments alimentaires pour atténuer ces effets comportementaux négatifs. »
Le Dr Leiser prévoit de poursuivre ses recherches sur les liens entre le cerveau, le métabolisme, le comportement et la santé, dans l’espoir de contribuer au développement de médicaments ciblant ces mécanismes fondamentaux. « L’étude de tous les signaux individuels auxquels notre cerveau réagit depuis l’intestin est un domaine en pleine expansion, mais encore mal compris. »
