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Un gène lié à une durée de vie exceptionnellement longue chez l’homme, protège les cellules souches du cerveau contre les effets néfastes du stress, selon une nouvelle étude des chercheurs de Weill Cornell Medicine.
Des études sur des humains qui vivent plus de 100 ans ont montré que beaucoup d’entre eux partagent une version inhabituelle d’un gène appelé Forkhead box protein O3 (FOXO3). Cette découverte a conduit le Dr Jihye Paik et ses collègues à mener des recherches sur la façon dont ce gène contribue à la santé du cerveau pendant le vieillissement.

FOXO3 contre le stress

En 2018, le Dr Paik et son équipe ont montré que les souris qui n’ont pas le gène FOXO3 dans leur cerveau sont incapables de faire face à des conditions de stress, ce qui entraîne la mort progressive des cellules cérébrales. Leur nouvelle étude, révèle que FOXO3 préserve la capacité du cerveau à se régénérer en empêchant les cellules souches de se diviser jusqu’à ce que l’environnement favorise la survie des nouvelles cellules.
« Les cellules souches produisent de nouvelles cellules cérébrales, qui sont essentielles pour l’apprentissage et la mémoire tout au long de notre vie d’adulte », a déclaré le Dr Paik. « Si les cellules souches se divisent sans contrôle, elles s’épuisent. Le gène FOXO3 semble faire son travail en empêchant les cellules souches de se diviser jusqu’à ce que le stress soit passé ».
De nombreux problèmes comme l’inflammation, les radiations ou un manque de nutriments adéquats peuvent stresser le cerveau. Mais le Dr Paik et ses collègues ont étudié spécifiquement ce qui se passe lorsque les cellules souches du cerveau sont exposées au stress oxydatif, qui se produit lorsque des types d’oxygène nocifs s’accumulent dans le corps.

FOXO3 est directement modifiée par le stress oxydatif

« Nous avons appris que la protéine FOXO3 est directement modifiée par le stress oxydatif », a-t-elle déclaré. Cette modification envoie la protéine dans le noyau de la cellule souche où elle active les gènes de réponse au stress. La réponse au stress qui en résulte, conduit à l’épuisement d’un nutriment appelé s-adénosylméthionine (SAM). Ce nutriment est nécessaire pour aider une protéine appelée lamine à former une enveloppe protectrice autour de l’ADN dans le noyau de la cellule souche.
« Sans la SAM, la lamine ne peut pas former cette barrière solide et l’ADN commence à s’échapper », a-t-elle déclaré. La cellule prend cet ADN pour une infection virale, qui déclenche une réponse immunitaire appelée interféron de type I. Cela provoque la mise en sommeil de la cellule souche et l’arrêt de la production de nouveaux neurones.
« Cette réponse est en fait très bonne pour les cellules souches car l’environnement extérieur n’est pas idéal pour les nouveaux neurones », a expliqué le Dr Paik. « Si les nouvelles cellules étaient produites dans des conditions aussi stressantes, elles seraient tuées. Il vaut mieux que les cellules souches restent en dormance et attendent que le stress ait disparu pour produire des neurones ».
Cette étude pourrait contribuer à expliquer pourquoi certaines versions de FOXO3 sont liées à des vies extraordinairement longues et saines – elles pourraient aider les gens à conserver une bonne réserve de cellules souches cérébrales. Elle pourrait également expliquer pourquoi l’exercice régulier, qui stimule FOXO3, aide à préserver la vivacité mentale. Mais le Dr Paik a averti qu’il est trop tôt pour savoir si ces nouvelles informations pourraient être utilisées pour créer de nouvelles thérapies pour les maladies du cerveau.

Créer de nouvelles thérapies

« Il pourrait s’agir d’une épée à double tranchant », a expliqué le Dr Paik. « La suractivation de FOXO3 pourrait être très néfaste. Nous ne voulons pas le garder tout le temps ». Afin de mieux comprendre les processus impliqués, elle et ses collègues continueront à étudier comment FOXO3 est régulé et si le fait de l’activer ou de le désactiver brièvement serait bénéfique pour la santé. Mais le potentiel est là; conserver une excellente mémoire en vieillissant.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : Weill Cornell Medicine
Crédit photo : StockPhotoSecrets