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La plupart de nos cellules sont plus jeunes que nous

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Jusqu'alors, la capacité à définir la durée de vie de populations cellulaires humaines spécifiques était limitée car il était impossible de connaître le moment exact de la naissance des cellules d'une manière pouvant être détectée sur de nombreuses années. Cependant, une équipe de chercheurs suédois de l'institut Karolinska de Stockholm, dirigée par Jonas Frisén, vient d'annoncer qu'une datation des cellules peut être réalisée en appliquant au niveau de l'ADN une méthode faisant appel au carbone 14, communément utilisée en archéologie et en paléontologie pour connaître l'âge des fossiles.

Crédits : CORDIS

Cette méthode a permis au docteur Frisén de montrer que la plupart des cellules du corps humain ont moins de 10 ans. En outre, l'équipe a identifié la raison pour laquelle les gens se comportent conformément à leur âge de naissance et non à l'âge physique de leurs cellules : quelques types de cellules du corps humain perdurent de la naissance à la mort sans être renouvelées, et cette minorité à part comprend une partie ou la totalité des cellules du cortex cérébral.

La nouvelle méthode de datation repose sur un pic relevé dans les niveaux atmosphériques de C14 à la suite d'essais nucléaires à ciel ouvert pendant la Guerre froide. La datation au carbone 14 se base sur l'étude du rapport entre le carbone radioactif, naturellement présent à de faibles niveaux dans l'atmosphère et l'alimentation, et le carbone normal présent dans l'organisme. Lorsqu'une créature vit, mange et respire, le rapport entre le carbone radioactif et le carbone normal équivaut au rapport relevé dans son environnement. Mais à sa mort, ce rapport chute en raison de la désintégration du carbone 14.

Jusqu'à ce jour, le principal obstacle à l'utilisation de cette technique était la lenteur de la désintégration du carbone radioactif : une quantité donnée de carbone 14 se divise par deux tous les 6.000 ans. Il s'avérait trop difficile de détecter l'infime modification s'opérant au niveau du rapport entre le carbone normal et le carbone radioactif d'origine naturelle sur quelques années seulement. Mais le docteur Frisén affirme qu'un tel exercice est possible si l'on s'appuie sur le signal laissé par les essais nucléaires, qui ont considérablement accru les niveaux de carbone 14 dans l'atmosphère pendant la Guerre froide.

Selon le docteur Frisén, lorsque les essais nucléaires à ciel ouvert se sont achevés en 1963, les niveaux de C14 atmosphérique avaient doublé par rapport aux niveaux de fond naturels. Depuis l'arrêt des essais, ceux-ci ont diminué de moitié tous les 11 ans. La prise en compte de ces données permet de noter des variations observables en termes de niveaux de C14 dans l'ADN moderne.

"La plupart des molécules de la cellule se renouvellent constamment, mais l'ADN étant une matière qui n'échange pas de carbone après la division cellulaire, il sert de capsule témoin au carbone", a-t-il déclaré. La totalité du C14 contenu dans l'ADN d'une cellule est acquise à la naissance de la cellule, le jour de la division de sa cellule parente. La mesure des niveaux de C14 présents dans leur ADN permettrait ainsi d'identifier les dates de naissance de cellules individuelles à deux ans près.

Dans la pratique, cette méthode doit s'appliquer à des échantillons tissulaires, et non à des cellules individuelles, car les quantités de C14 qui pénètrent dans une cellule unique donnée sont insuffisantes pour révéler son âge. Le docteur Frisén a élaboré un barème pour convertir l'enrichissement au carbone 14 en dates courantes en mesurant le carbone 14 contenu dans différents cercles de pins suédois. Après avoir validé la méthode dans le cadre de différents tests, l'équipe a communiqué les résultats de ses premiers essais basés sur les tissus de l'organisme dans le numéro du 15 juillet de la revue Cell.

Le docteur Frisén et son équipe ont étudié des échantillons tissulaires issus de plus d'une douzaine de sujets décédés, dont environ la moitié étaient nés après le milieu des années 1960.

Chaque type de tissu se caractérise par une durée de renouvellement qui lui est propre, liée au moins en partie à la charge de travail subie par ses cellules. Ainsi, les cellules épidermiques, qui forment la peau, un organe facilement endommagé, sont recyclées environ toutes les deux semaines. Les globules rouges, en mouvement constant tout au long de leurs déplacements dans la circulation sanguine, ne durent que 4 mois. Quant au foie, chargé de détoxiquer l'organisme humain, la durée de vie de ses cellules est assez courte - une cellule du foie d'un humain adulte se renouvelle tous les 300 à 500 jours.

Les cellules qui revêtent la paroi de l'intestin, qui, d'après d'autres méthodes, ne durent qu'environ cinq jours, comptent parmi celles dont la durée de vie est la plus courte de tout l'organisme. À l'exception de celles-ci, l'âge moyen des cellules de l'intestin est de 15,9 ans, comme l'a découvert le docteur Frisén. Les cellules du squelette vivent un peu plus de dix ans, et celles des muscles des côtes, 15,1 ans en moyenne. Lors de l'étude des cellules du cerveau, tous les échantillons prélevés sur l'aire visuelle, la zone responsable du traitement des messages visuels, avaient le même âge que les sujets eux-mêmes, ce qui appuie l'idée selon laquelle ces cellules ne se régénèrent pas. "La raison pour laquelle ces cellules vivent aussi longtemps est certainement qu'elles doivent être reliées d'une manière très stable", avance le docteur Frisén. Les autres cellules du cerveau vivent moins longtemps. Le docteur Frisén a découvert que le coeur, dans son intégralité, génère effectivement de nouvelles cellules, mais il n'a pas encore mesuré le taux de renouvellement des cellules des muscles du coeur. Et toutes les cellules du corps humain pourraient être fort jeunes, atteignant seulement 7 à 10 ans, selon lui.

Alors, si le corps demeure si parfaitement capable de renouveler ses tissus, pourquoi la régénération ne se poursuit-elle pas à l'infini? Certains scientifiques estiment que ce phénomène s'explique à travers l'accumulation des mutations de l'ADN, qui dégradent progressivement son information. D'après une autre théorie, c'est l'ADN mitochondrial qui serait en cause, car il ne dispose pas des mécanismes de réparation dont sont dotés les chromosomes, tandis que selon une troisième hypothèse, les cellules souches, à l'origine des nouvelles cellules de chaque tissu, s'affaiblissent avec l'âge.

"L'idée selon laquelle ce sont les cellules souches elles-mêmes qui vieillissent et perdent de leur capacité à générer une descendance est de plus en plus souvent avancée", a déclaré le docteur Frisén. Il espère découvrir si la cadence de la régénération tissulaire ralentit au fur et à mesure du vieillissement de la personne, ce qui pourrait indiquer que ce sont les cellules souches qui font obstacle à l'immortalité.