Le vieillissement n'est pas un fait inévitable de la vie - de nombreux animaux ont déjà trouvé un moyen de retarder le moment de la mort. Leurs conseils peuvent nous aider tous à vivre une vie longue et saine. Par exemple, au moins jusqu'à deux cents ans. Pouvez-vous imaginer cela? Je suis.
À peine 30 ans après la publication de Moby Dick, un groupe de baleiniers de l'Alaska a tenté de maîtriser son propre géant océanique. Leur cible était la baleine boréale mâle, le deuxième plus grand mammifère de la planète.
Cette espèce est réputée pour son étonnante longévité: selon le folklore inuit, ces baleines vivent «deux vies humaines» et sont également libérées des harpons en raison de leur immense force.
Ces baleiniers étaient armés des dernières technologies, en particulier d'une «bombe à lance» qui explose à l'impact pour percer une épaisse couche d'huile de baleine. Cependant, cela ne suffisait pas pour vaincre la baleine. Trois fragments de lance l'ont frappé sur le côté, mais - comme Moby Dick - il s'est libéré et est parti avec seulement des blessures superficielles.
La baleine a continué à errer sans être attrapée pendant encore 120 ans, jusqu'en 2007, lorsqu'un groupe de baleiniers l'a finalement attrapé. Elle a même trouvé des fragments de la lance même qui restait dans l'huile de baleine.
Selon diverses estimations, ces baleines vivent au moins 150 ans, voire jusqu'à 210 ans. Mis à part une peau légèrement ridée, un excès de graisse et des cicatrices de combat, les baleines montrent étonnamment peu d'effets néfastes d'une longue vie. Ce qui, à son tour, présente un grand intérêt pour les médecins qui étudient le vieillissement.
«Ils vivent beaucoup plus longtemps que les humains, mais ils vivent à l'état sauvage sans aller voir un médecin ni profiter des avantages de la société humaine», explique João Pedro de Magalhaes de l'Université de Liverpool. "Ainsi, ils doivent être naturellement protégés des maladies de la vieillesse."
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En étudiant ces baleines et d'autres créatures extrêmement durables, de Magalhaes et ses collègues espèrent que nous pourrons trouver de nouveaux médicaments qui ralentiront de la même manière la décomposition du corps humain et retarderont la mort.
«Le vieillissement est un mystère, nous en savons relativement peu sur les processus biologiques qui lui sont associés, et il reste la cause profonde de la souffrance et de la mort dans le monde moderne», déclare de Magalhaes. «Si nous pouvions reporter cela même pour un petit moment, ce serait un miracle sans précédent pour une personne».
Vadim Gladyshev de l'Université Harvard est d'accord avec lui. «Il s'agit d'un problème biologique critique, car la plupart des maladies humaines chroniques sont dues au vieillissement. La science biomédicale est organisée pour se concentrer sur des maladies spécifiques telles que le cancer, la maladie d'Alzheimer ou le diabète », dit-il. "Mais si vous retardez le vieillissement, vous pouvez également reporter toutes les maladies qui y sont associées."
Divers facteurs sont associés au vieillissement. Premièrement, l'environnement: personne ne peut vivre dans une bulle, de sorte que notre ADN et tout autre génie moléculaire sont lentement endommagés par des produits chimiques nocifs ou des radiations. Bien que nos cellules disposent des outils nécessaires pour se réparer, la destruction finit par devenir trop étendue, conduit à des mutations et les cellules se transforment en tumeurs.
Nous pourrions également résoudre des problèmes avec notre propre métabolisme: tout comme les poêles doivent être nettoyés régulièrement, nos cellules génèrent beaucoup de déchets au fur et à mesure que l'énergie est brûlée. Les déchets s'accumulent avec le temps et peuvent perturber d'importants processus biologiques. «La quantité de dégâts s'accumule et le corps est incapable de faire face», dit Gladyshev.
Enfin, le corps est confronté aux problèmes de régénération des organes: chaque chromosome possède un faisceau d'ADN aux extrémités appelé télomères, qui se comportent comme des pointes en plastique sur les lacets pour éviter leur propagation.
Le télomère se raccourcit à chaque fois que la cellule se divise, jusqu'à ce qu'il devienne si court que la cellule fonctionne mal ou meurt. Avec ce résultat, nous devenons vulnérables à diverses maladies.
Ménagerie de Methuselah
Tout indique qu'une force irrésistible nous pousse vers la mort - mais plusieurs éléments de preuve suggèrent qu'il existe des freins qui peuvent ralentir ce processus. Par exemple, un médicament diabétique courant, la metformine, peut ralentir légèrement le vieillissement chez la souris.
Et une simple modification d'un gène impliqué dans le métabolisme cellulaire des annélides peut considérablement prolonger sa durée de vie; et bien que les mêmes changements ne soient pas susceptibles d'aider des organismes plus complexes, tout cela laisse entendre que le vieillissement est tout à fait gérable. «Le vieillissement est étonnamment flexible et gérable», déclare de Magalhaes.
Des scientifiques comme Magalhaes et Gladyshev recherchent d'autres candidats, utilisant de vrais mafusaili comme leaders (Mathusalem est le personnage biblique le plus ancien).
Chez les seuls mammifères, l'espérance de vie est très différente, des musaraignes, qui ne vivent pas plus de six mois, aux baleines boréales, qui vivent plus de deux cents ans. Pour une raison quelconque, la sélection naturelle a poussé certaines créatures à développer leurs propres élixirs de vie.
«La metformine allonge un peu la vie des souris, mais quand on regarde différentes créatures, la capacité de la sélection naturelle à augmenter la longévité est beaucoup plus puissante», dit de Magalhaes. "Ils développeront très probablement d'autres mécanismes de prolongation de la vie, résistant au cancer et à d'autres maladies liées à l'âge."
Et chacun d'eux peut améliorer notre médecine. Ou, comme le note Gladyshev, «la nature change tout le temps l'espérance de vie, la seule question est de savoir comment elle le fait. Pouvons-nous être guidés par ce mécanisme, prolongeant ainsi la durée de vie des gens?"
Les créatures les plus intéressantes sont parmi les centenaires spéciaux; des espèces spécifiques peuvent survivre, semble-t-il, même les plus proches parents. Et ils ne sont pas toujours aussi majestueux que la baleine boréale.
Avec sa peau ridée et sans poils, le rat-taupe nu ne ressemble pas du tout à un enfant sur une affiche de promotion de la santé - mais vit jusqu'à 30 ans, bien plus que les 2-3 ans que les souris ordinaires peuvent se permettre.
De plus, le rat-taupe nu est extrêmement résistant au cancer - pas un seul cas de cancer n'a été identifié chez des milliers de rats-taupes individuels étudiés en laboratoire. Même baignés de puissants cancérogènes, ils sont restés immunisés contre le cancer.
Cela peut être partiellement expliqué par le fait que leurs cellules cessent de croître lorsqu'elles deviennent trop denses - ce mécanisme arrête la multiplication de la tumeur et prend la croissance sous contrôle. Et il semble provenir d'une version particulièrement "lourde" d'un produit chimique connu sous le nom d'acide hyaluronique.
Cette molécule fait partie de l'échafaudage qui entoure la cage et peut avoir été initialement impliquée dans le développement de l'élasticité de la peau du rat-taupe nu pour lui permettre de se faufiler plus facilement dans les terriers étroits.
Aujourd'hui, il semble faire partie d'un système de signalisation qui empêche les cellules de proliférer de manière incontrôlable. En d'autres termes, même si la mutation permet la formation d'une tumeur, l'hyaluron arrête son développement ultérieur.
Gladyshev a également étudié la chauve-souris de Brandt, une minuscule créature qui vit plus de 40 ans malgré son poids un peu plus qu'un cube de sucre raffiné. «Compte tenu de sa taille, c'est le cas le plus extrême», dit Gladyshev.
Il a trouvé des mutations inhabituelles autour des récepteurs chez la souris qui interviennent dans la croissance hormonale et le facteur de croissance analogue à l'insuline - des changements qui pourraient nous amener à réfléchir à la façon de contrôler le métabolisme chez les animaux, limitant les dommages qui surviennent généralement avec l'âge.
La baleine record va-t-elle capter de tels indices? La taille énorme de la baleine - 20 mètres de longueur et jusqu'à des centaines de tonnes de poids - crée des problèmes uniques d'intérêt pour les biologistes comme Magalhaes et Gladyshev. Par exemple, si ses cellules brûlaient de l'énergie au même rythme que les cellules de souris, l'excès de chaleur ferait bouillir l'eau environnante, de sorte que l'évolution a produit un métabolisme lent et une température corporelle basse chez la baleine.
Un corps aussi énorme vous expose également à un risque énorme de cancer, grâce à de simples calculs: plus vous avez de cellules, plus vous avez de chances de développer des mutations nocives. (En fait, une étude a même révélé que les personnes de grande taille sont légèrement plus susceptibles de développer un cancer que les personnes de petite taille pour cette raison.)
Et le problème s'aggrave si vous vivez plus longtemps, que vous subissez "plus de division cellulaire, donc les chances de cancer augmentent considérablement", explique Leonard Nanny de l'Université de Californie à Riverside, qui étudie l'évolution du cancer.
Zoo immortel
Toutes les créatures peuvent-elles vivre éternellement?
La baleine boréale peut vivre plus de deux siècles, ce qui en fait le mammifère le plus ancien. Mais comment cela se compare-t-il à d'autres types d'organismes? Une étude des graines du pin bristlecone, qui vit jusqu'à 4700 ans, n'a révélé aucune mutation cellulaire spécifique qui aurait pu se développer au fil du temps.
Les animaux coloniaux comme les coraux peuvent vivre plus de 4 000 ans. Mais les polypes individuels ne dureront pas plus de quelques années.
La mye des mines est considérée comme le plus ancien animal solitaire. Ce long foie océanique avait 507 ans lorsque les biologistes l'ont récupéré dans les eaux côtières près de l'Islande en 2006.
D'après le taux de développement du cancer chez l'homme, toutes les grandes baleines devraient être jonchées de tumeurs avant la naissance - mais elles continuent à vivre et à vivre. Ce fait est connu sous le nom de «paradoxe de Peto» et suggère que les baleines, comme les rats-taupes nus, ont des astuces évolutives astucieuses dans leurs manches pour faire face aux mutations nuisibles.
Si vous les mettez dans le contexte d'autres animaux, ils vivront vraiment longtemps. Ils doivent avoir certains mécanismes de suppression de la croissance des tumeurs, ce que nous n'avons pas.
Ce sont ces mécanismes, et bien plus, que Magalhaes essaie de trouver en scrutant le génome de la baleine. Au départ, il a essayé d'expérimenter le tissu. Et finalement, il a trouvé une équipe qui avait déjà établi des liens avec les chasseurs inuits.
Pour préserver leurs traditions, les communautés autochtones de l'Arctique capturent et tuent un nombre limité de baleines boréales chaque année. Bien qu'ils se méfient au départ des étrangers, les chasseurs ont finalement accepté d'aider les scientifiques à prélever une partie des tissus de la proie.
Même après avoir collecté le matériel, le groupe a été confronté au défi extraordinaire du séquençage génétique. Compte tenu du volume considérable de données, la tâche consistait à découper des centaines ou des milliers de copies de Moby Dicks, puis à organiser les séquences individuelles dans un ordre significatif.
Le résultat fut une série de découvertes qui pourraient ouvrir la voie à la médecine future. Les scientifiques ont manifesté un intérêt particulier pour les modifications d'un gène appelé ERCC1. Ce gène est connu pour coder des outils moléculaires capables de patcher de petites sections d'un génome endommagé. Il semble qu'une mutation chez les baleines boréales est allée encore plus loin et pourrait empêcher l'accumulation de mutations nocives à l'origine du cancer.
Les scientifiques ont également découvert des changements dans le gène PCNA, qui est impliqué dans la prolifération cellulaire. Il code pour une protéine qui agit comme une sorte de pince qui relie les machines moléculaires qui déclenchent la réplication de l'ADN. Les baleines boréales ont des régions dupliquées de ce gène et leurs mutations semblent aider à interagir avec d'autres parties de l'outil de réparation de l'ADN.
Les scientifiques ont suggéré que ce seul changement pourrait provoquer une croissance cellulaire sans les dommages qui surviennent au fil des ans. Compte tenu d'autres adaptations importantes, cela pourrait aider les baleines à réduire le stress cellulaire, ce qui à son tour pourrait entraîner une longue vie des mammifères.
Un signe de longévité
De l'autre côté de l'Atlantique, à Harvard, Gladyshev a récemment mené sa propre étude du «transcriptome» des baleines boréales; non seulement en étudiant les gènes, mais aussi en étudiant leur activité. Si vous voyez que certains gènes sont particulièrement actifs, vous savez qu'ils peuvent également jouer un rôle important dans le vieillissement. Le scientifique a découvert les mêmes types de changements dans le système de signalisation de l'insuline qu'il a remarqué chez les chauves-souris de Brandt.
«C'est peut-être ainsi que le paramètre métabolique des cellules change, d'une manière ou d'une autre, elles durent longtemps. Cependant, ces résultats nécessitent une analyse minutieuse. " Les résultats conduisent à "un signe de longévité", selon le scientifique, et peuvent donc être utilisés dans d'autres recherches.
Ces résultats ont attiré l'attention de personnalités clés de la médecine. Francis Collins, directeur des National Institutes of Health des États-Unis, a été impressionné, en écrivant que le travail de Gladyshev nous amène «au seuil de nouvelles découvertes sur une vie saine et longue».
Au-delà de ce seuil, nous pouvons découvrir de nombreuses voies possibles pour améliorer notre traitement. Gladyshev soutient que nous pourrions voir si une sorte de régime ou d'exercice peut aider notre corps à développer une durée de vie semblable à celle d'une baleine.
Par exemple, certains ont fait valoir que le jeûne, ou «restriction calorique», ralentit le processus de vieillissement, et il serait intéressant de comparer les changements métaboliques pour voir s'ils ressemblent à ceux qui permettent aux baleines de vivre si longtemps. En ce sens, les baleines boréales pourraient être nos guides vers une vie longue et heureuse.
De plus, ces créatures vivaces pourraient nous inspirer pour des traitements plus radicaux. La première étape, dit de Magalhaes, sera de développer des tissus humains avec des mutations observées chez les baleines boréales, la chauve-souris de Brandt et le rat-taupe nu.
«Si nous changeons les protéines humaines pour qu'elles ressemblent aux animaux, nous pouvons voir des changements dans l'ADN», dit-il. "Et j'aimerais prendre les gènes de la baleine boréale et les mettre chez des souris pour voir si elles vivent plus longtemps."
Après ces tests initiaux, le prochain obstacle sera de trouver un moyen de créer les mêmes changements dans un corps humain extrêmement complexe, peut-être avec des médicaments qui imitent les effets génétiques.
Dans certains cas, des organismes tels que la levure peuvent être génétiquement modifiés pour cultiver les protéines souhaitées dans de grandes cuves qui s'auto-purifieront pour l'usage humain, ou des médicaments peuvent être trouvés pour imiter ces effets.
À l'avenir, la thérapie génique pourrait même nous permettre de fixer l'ADN de personnes vivantes; nous pourrions emprunter des mutations génétiques à des baleines boréales qu'elles produisent depuis des millions d'années. Compte tenu des progrès récents de la thérapie génique, "il n'y a aucune raison de penser que cela est impossible".
De toute évidence, le plus difficile est à venir. Bien que nous soyons relativement étroitement liés d'un point de vue évolutif, ce qui fonctionne pour la baleine ou le rat-taupe nu peut fonctionner de manière limitée ou pas du tout pour le corps humain.
«Vous pouvez toujours trouver différentes façons dont différents organismes suppriment le cancer - mais s'ils seront utiles sur le plan thérapeutique, vous ne pouvez pas le savoir à l'avance», dit Nanni.
La réponse naturelle au cancer a été développée grâce à un «processus heureux», où une solution unique découlait des circonstances uniques de chaque organisme. Avec tout cela, il accueille une nouvelle approche pour trouver des solutions dans la nature.
"Je pense que les biologistes du cancer commencent à comprendre que l'incorporation d'idées évolutionnistes sera une entreprise fructueuse."
De Magalhaes et Gladyshev ne se font aucune illusion sur la complexité du chemin - mais ils ne perdent pas espoir. «L'histoire regorge de déclarations d'experts qui pensaient que certaines choses étaient impossibles et qui ont fini par se tromper», dit de Magalhaes.
Pensez à l'état de la médecine il y a 120 ans, lorsque certaines des baleines boréales d'aujourd'hui n'étaient que des enfants. À l'époque, les infections potentiellement mortelles étaient monnaie courante. Aujourd'hui, les antibiotiques sont utilisés pour les traiter avec succès.
En fin de compte, de Magalhaes considère le vieillissement comme la maladie ultime - une maladie qui peut être guérie seule.
«Nous ne nous contentons pas de prolonger la période de délabrement», dit-il. «Nous voulons que les personnes de 70 ans aient la santé des 50 ans - c'est l'objectif.»
Peut-être qu'en 2120 nous reviendrons avec émerveillement sur les premiers pas vers cet objectif.