On savait que les molécules présentes dans les cellules nerveuses du cerveau durent toute une vie sans être renouvelées. Des neuroscientifiques de l'Université Friedrich-Alexander d'Erlangen-Nürnberg (FAU) ont démontré que c'est le cas en collaboration avec des chercheurs d'Allemagne, d'Autriche et des États-Unis. Les ARN sont généralement des molécules de courte durée qui sont constamment reconstruites pour s'adapter aux conditions environnementales. Avec leurs découvertes, ces chercheurs espèrent déchiffrer le processus complexe de vieillissement du cerveau et mieux comprendre les maladies dégénératives associées.
La plupart des cellules du corps humain se renouvellent régulièrement, conservant ainsi leur vitalité. Il existe cependant des exceptions : le cœur, le pancréas et le cerveau sont constitués de cellules qui ne se renouvellent pas tout au long de la vie et qui doivent pourtant rester en parfait état de fonctionnement. « Les neurones vieillissants sont un facteur de risque important pour les maladies neurodégénératives telles que Alzheimer », déclare le professeur Tomohisa Toda, professeur d'épigénomique neuronale à la FAU et au Centre Max Planck de physique et de médecine à Erlangen. « Une compréhension de base du processus de vieillissement et des composants clés impliqués dans le maintien de la fonction cellulaire est cruciale pour des concepts de traitement efficaces ».
Dans une étude conjointe menée avec des neuroscientifiques de Dresde, La Jolla (États-Unis) et Klosterneuburg (Autriche), le groupe de travail dirigé par Toda a identifié un élément clé du vieillissement cérébral : les chercheurs ont pu démontrer pour la première fois que certains types de ribonucléique acide (ARN) qui protègent le matériel génétique existent aussi longtemps que les neurones eux-mêmes. « C'est surprenant, car contrairement à l’ADN qui en règle générale ne change jamais, la plupart des molécules d'ARN ont une durée de vie extrêmement courte et sont constamment échangées », explique Toda.
Afin de déterminer la durée de vie des molécules d'ARN, le groupe Toda a travaillé en collaboration avec l'équipe du professeur Martin Hetzer, biologiste cellulaire à l'Institut des sciences et technologies d'Autriche (ISTA). « Nous avons réussi à marquer les ARN avec des molécules fluorescentes et à suivre leur durée de vie dans les cellules cérébrales de souris », explique Tomohisa Toda, qui possède une expertise unique en épigénétique et en neurobiologie et qui a reçu une ERC Consolidator Grant pour ses recherches en 2023. « Nous avons même été capables d’identifier les ARN marqués à longue durée de vie chez les animaux de deux ans, et pas seulement dans leurs neurones, mais également dans les cellules souches neurales somatiques adultes du cerveau ».
En outre, les chercheurs ont découvert que les ARN à longue durée de vie, qu’ils appellent en abrégé LL-ARN, ont tendance à être situés dans les noyaux des cellules, étroitement liés à la chromatine, un complexe d’ADN et de protéines qui forme les chromosomes. Cela indique que le LL-ARN joue un rôle clé dans la régulation de la chromatine. Afin de confirmer cette hypothèse, l’équipe a réduit la concentration de LL-ARN dans une expérience in vitro avec des modèles de cellules souches neurales adultes, avec pour résultat que l’intégrité de la chromatine a été fortement altérée. « Nous sommes convaincus que les LL-ARN jouent un rôle important dans la régulation à long terme de la stabilité du génome et donc dans la conservation des cellules nerveuses tout au long de la vie », explique Tomohisa Toda.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
