CURE de JOUVENCE : Des cellules qui fonctionnent à l'énergie solaire
Cette équipe de généticiens et de bioingénieurs de l'Université de Rochester apporte la première démonstration de l’intérêt de l’énergie solaire pour prolonger la vie cellulaire : l’équipe newyorkaise montre, dans la revue Nature Aging, que les mitochondries -ces minicentrales énergétiques- génétiquement modifiées, peuvent convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique que les cellules peuvent utiliser. Ces travaux expérimentaux apportent une première preuve de concept en prolongeant ainsi la vie du ver C. elegans.
Si, à ce jour, la perspective de charger, chez l'Homme, les cellules à l’énergie solaire, relève encore de la science-fiction,
ces travaux, en mettent en lumière des mécanismes clés du processus de vieillissement, marquent néanmoins une étape vers une énergie cellulaire « renouvelable ».
Au cœur de la recherche, les mitochondries, ces minicentrales « électriques » qui fournissent de l’énergie à nos cellules. « Nous savons que le dysfonctionnement mitochondrial est une conséquence du vieillissement », commente l’auteur principal, le Dr Andrew Wojtovich, professeur agrégé d'anesthésiologie et de médecine périopératoire et de pharmacologie à l'Université de Rochester : « le simple fait de stimuler le métabolisme à l'aide de mitochondries alimentées par la lumière confère aux vers une vie plus longue et plus saine ».
Mieux comprendre et exploiter les mitochondries pour retarder les maladies liées à l'âge
Les mitochondries sont des organites présentes dans la plupart des cellules du corps. Souvent appelées centrales électriques cellulaires, les mitochondries utilisent le glucose pour produire de l'adénosine triphosphate (ATP), le composé qui fournit de l'énergie pour les fonctions clés de la cellule, telles que la contraction musculaire et les impulsions électriques qui aident les cellules nerveuses à communiquer entre elles. La production d'ATP est le résultat d'un certain nombre de réactions rendues possibles par l'échange de protons à travers une membrane qui sépare différents compartiments dans les mitochondries (potentiel de la membrane mitochondriale).
Le potentiel de la membrane mitochondriale diminue avec l'âge, ce qui semble favoriser le risque de maladies liées à l'âge, dont les troubles neurodégénératifs.
L’étude est menée sur le ver C. elegans, qui, comme la mouche des fruits, est un modèle pour décrypter des principes biologiques de base. Les scientifiques ont manipulé l'activité des mitochondries par optogénétique. Les chercheurs ont génétiquement modifié les mitochondries de C. elegans pour inclure une pompe à protons activée par la lumière obtenue à partir d'un champignon. Une fois exposées à la lumière, ces pompes à protons ont déplacé des ions chargés à travers la membrane, en utilisant l'énergie de la lumière pour charger les mitochondries. Ce processus permet :
- d’augmenter le potentiel de la membrane mitochondriale et la production d'ATP,
- d'accroître de 30 à 40 % de la durée de vie des vers ronds.
Les mitochondries sont coparables à des centrales électriques industrielles en ce sens qu'elles brûlent une source de carbone, principalement du glucose, pour produire de l'énergie utile pour la cellule, expliquent ici les scientifiques, qui via l’optogénétique, ont permis à la « machinerie mitochondriale » d'exploiter l'énergie lumineuse pour produire l'ATP.
Ces travaux, outre de laisser espérer un moyen dans le futur de fournir une nouvelle énergie à nos cellules, apportent une meilleure compréhension du rôle complexe des mitochondries au sein de la cellule vivante et plus largement dans la santé.
Soutenir les mitochondries revient en effet à soutenir la fonction cellulaire.
Les chercheurs vont poursuivre leurs travaux sur des lignées de cellules humaines puis sur des modèles animaux. L’objectif étant d’identifier de nouvelles cibles toujours pour un vieillissement en meilleure santé.
Source: Nature Aging 30 Dec, 2022 DOI: 10.1038/s43587-022-00340-7 Optogenetic rejuvenation of mitochondrial membrane potential extends C. elegans lifespan
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Cette actualité a été publiée le 5/04/2023 par
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