Un gène signe de longévité

Des chercheurs américains ont découvert une cascade de signalisation induite par le gène FOXO3 qui protège les cellules souches progénitrices neurales en cas de stress oxydatif intense et préserve ainsi la capacité du cerveau à se régénérer.

12 mai 2021

De précédents travaux ont montré que de nombreux centenaires partagent une version inhabituelle du gène Forkhead box protein O3 (FOXO3). Cette découverte a conduit le Dr Jihye Paik à mener des recherches sur la façon dont ce gène contribue à la santé du cerveau pendant le vieillissement.

En 2018, le Dr Paik et son équipe ont montré que les souris qui ne possèdent pas le gène FOXO3 dans leur cerveau sont incapables de faire face à des conditions stressantes, ce qui entraîne la mort progressive des cellules cérébrales. Leur nouvelle étude révèle le secret de FOXO3: il 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", déclare le Dr Paik. " Si elles se divisent sans contrôle, elles s'épuisent. Le gène FOXO3 semble faire son travail en les empêchant 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 les scientifiques ont étudié spécifiquement la réaction des cellules souches du cerveau lorsqu'elles sont exposées au stress oxydatif, un phénomène d'oxydation chimique qui se produit lorsque nos cellules se font agresser par les radicaux libres de l'oxygène.

Les chercheurs ont constaté que la protéine FOXO3 est directement modifiée par le stress oxydatif. 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). Celui-ci est indispensable pour aider une protéine, la lamine, à former une enveloppe protectrice autour de l'ADN dans le noyau de la cellule souche. Sans SAM, la lamine ne peut pas former cette solide barrière et l'ADN commence à fuir. La cellule souche confond de manière erronée l'ADN avec un virus infectant. Elle déclenche alors une réponse immunitaire, la réponse interféron de type I, qui provoque sa mise en sommeil et l'arrêt de 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", assure Jihye Paik. " Ils seraient tués s'ils étaient produits dans des conditions aussi stressantes. Il vaut donc 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 aideraient les gens à conserver une bonne réserve de cellules souches cérébrales. La stimulation de FOXO3 par l'exercice physique régulier pourrait aussi préserver la vivacité mentale.