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En travaillant avec Caenorhabditis elegans, un nématode transparent présent dans le sol, des chercheurs du Collège de médecine Elson S. Floyd de la Washington State University ont été les premiers à découvrir que le système nerveux contrôlait la cuticule de ce ver, une barrière extérieure ressemblant à une peau, en réponse à une infection par une bactérie.

Une vie plus longue en analysant un ver transparent 

Souvent utilisé dans la recherche biologique comme organisme-modèle, le nématode C. elegans a une structure relativement simple tout en partageant plusieurs similitudes génétiques avec des mammifères plus complexes, y compris l’homme, de sorte que cette découverte a également des implications pour la santé humaine.
«Notre étude remet en cause l’opinion traditionnelle selon laquelle une barrière physique telle que la cuticule d’un ver ou la peau d’un humain ne répond pas aux infections mais fait partie de la défense innée de l’organisme contre un agent pathogène», a déclaré le professeur adjoint Jingru Sun, auteur correspondant de cette recherche. « Nous montrons que lors d’une infection, le nématode peut modifier la structure de sa cuticule et que cette réponse est contrôlée par le système nerveux. »
Sun et ses collègues ont utilisé des technologies telles que l’inactivation génique et l’édition de gènes CRISPR pour montrer qu’un récepteur couplé aux protéines G lié à un gène appelé npr-8 régule le collagène, une protéine qui est le composant structurel essentiel de la cuticule du nématode. Les nématodes dont le récepteur NPR-8 a été inactivé ont survécu plus longtemps lorsqu’ils ont été exposés aux agents pathogènes responsables des infections à pneumonie, à la salmonelle et aux staphylocoques. La cuticule des nématodes sans récepteur est également restée lisse comparée à leurs pairs sauvages dont les cuticules se sont froissées en réponse aux mêmes agents pathogènes.

La cuticule constitue la première ligne de défense

«Pour les nématodes, il est important de conserver une cuticule saine qui constitue la première ligne de défense contre les agressions externes», a déclaré Durai Sellegounder, auteur principal et chercheur postdoctoral. «De nombreux agents pathogènes produisent de mauvaises protéines qui tentent de détruire cette barrière et d’établir une infection. Nos résultats montrent que le système nerveux peut détecter ces attaques et réagir en remodelant ou en renforçant cette structure de protection. »
Le collagène est la protéine la plus abondante chez les mammifères, et une baisse du taux de collagène est associée au vieillissement. Pour les humains, la perte du collagène peut créer plus de problèmes que des rides disgracieuses. Alors que les nématodes n’ont qu’une « matrice extracellulaire », la cuticule humaine a une matrice extracellulaire sur chaque organe et si cette matrice est trop rigide ou trop lâche, elle peut être nocive.

La régulation du collagène pourrait jouer un rôle dans la longévité

Les résultats de cette étude indiquent que le collagène joue un rôle important dans la défense contre les infections par des agents pathogènes, et les chercheurs spéculent que la régulation neurale du collagène pourrait également jouer un rôle dans la longévité chez les humains. Leur prochain objectif est de comprendre les mécanismes de réponse de cette défense sous-jacente.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source :  Washington State University
Crédit photo : Pixabay