Le vieillissement du cerveau s’accompagne de modifications profondes dans la composition chimique des protéines, un phénomène qui pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour comprendre et ralentir les maladies neurodégénératives. Une étude menée à Iéna, en Allemagne, révèle que des changements alimentaires, même temporaires, peuvent influencer ces processus moléculaires.
L’équipe du Dr Alessandro Ori, à l’Institut Leibniz de recherche sur le vieillissement – Institut Fritz Lipmann (FLI), a découvert que l’ubiquitylation – un mécanisme qui marque les protéines pour contrôler leur activité ou leur dégradation – est significativement perturbée dans le cerveau vieillissant. Ce processus, essentiel au bon fonctionnement des cellules nerveuses, devient de plus en plus déséquilibré avec l’âge.
« Nos analyses ont montré que la manière dont les protéines sont chimiquement marquées dans le cerveau change fondamentalement avec le vieillissement », explique le Dr Ori. « L’ubiquitylation agit comme un interrupteur moléculaire : elle détermine si une protéine reste active, change de fonction ou est dégradée. Dans le cerveau de souris vieillissantes, nous avons observé que ce système finement réglé devient de plus en plus déséquilibré : de nombreuses marques s’accumulent ou sont même perdues, quelle que soit la quantité d’une protéine particulière présente. »
Parallèlement, l’efficacité du protéasome, le « système de recyclage » cellulaire chargé de décomposer les protéines endommagées, diminue avec l’âge. Cette perte d’efficacité entraîne une accumulation de protéines marquées pour la dégradation, signe que la machinerie de nettoyage cellulaire ne fonctionne plus correctement. Les chercheurs estiment qu’environ un tiers des changements liés à l’âge dans l’ubiquitylation des protéines cérébrales sont directement liés à ce déclin de l’activité du protéasome.
« Nos données montrent que la capacité réduite des cellules à éliminer complètement les protéines endommagées est un mécanisme central du vieillissement cérébral », affirment les Drs Antonio Marino et Domenico Di Fraia, premiers auteurs de l’étude. « L’équilibre délicat entre la synthèse et la dégradation des protéines se modifie – une caractéristique typique du vieillissement cellulaire. À long terme, cela peut également affecter le fonctionnement des cellules nerveuses du cerveau. »
De manière surprenante, l’étude a révélé que des changements alimentaires, même à court terme, peuvent influencer ces processus. Des souris âgées soumises à un régime modéré (restriction calorique) pendant quatre semaines, puis remises à un régime normal, ont montré des modifications significatives dans leur schéma d’ubiquitylation, certaines protéines retrouvant même un état proche de celui de la jeunesse.
« Nos résultats montrent clairement que même à un âge avancé, l’alimentation peut encore avoir une influence importante sur les processus moléculaires dans le cerveau », souligne le Dr Ori. « Cependant, l’alimentation n’affecte pas de la même manière tous les processus de vieillissement dans le cerveau : certains sont ralentis, tandis que d’autres ne changent pratiquement pas, voire ne s’accélèrent pas. »
Ces découvertes suggèrent que l’ubiquitylation pourrait servir de biomarqueur sensible des processus de vieillissement et potentiellement offrir un point de départ pour ralentir les dommages causés aux cellules nerveuses liées à l’âge. La recherche pourrait également contribuer à une meilleure compréhension du lien entre les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, la nutrition et l’équilibre protéique.
Publication : Vieillissement et régime d’autres protéines d’ubiquitulylation dans le cerveau de la souris. Marino A, D Fraia D, Panphiliova D, Sahu AK, Minets A, Omrani O, Customers E, Ori A. Nat Common. 6 juin 2025;16(1):5266. DOI : 10.1038/s41467-025-60542-6.
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