La nouvelle horloge de vieillissement basée sur le transcriptome lit l’âge biologique d’un organisme

En utilisant l’organisme modèle Caenorhabditis elegans, des chercheurs de l’Université de Cologne ont mis au point une «horloge de vieillissement» qui lit l’âge biologique d’un organisme directement à partir de son expression génique, le transcriptome. Le bioinformaticien David Meyer et le professeur de génétique Dr Björn Schumacher, directeur de l’Institut pour la stabilité du génome dans le vieillissement et la maladie au Cluster of Excellence in Aging Research du CECAD et au Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC), décrivent leur soi-disant âge BiT (binarisé horloge de vieillissement transcriptomique) dans l’article «  Âge BiT: une horloge de vieillissement basée sur le transcriptome proche de la limite théorique de précision  » dans Cellule vieillissante.

Nous connaissons tous l’âge chronologique – notre âge depuis la naissance. Mais l’âge biologique peut en différer, parfois de manière significative. Tout le monde vieillit différemment. Les scientifiques peuvent utiliser des horloges vieillissantes pour déterminer l’âge biologique d’un organisme. Jusqu’à présent, les horloges vieillissantes telles que l’horloge épigénétique d’Horvath étaient basées sur le modèle de méthylations, de petits groupes chimiques qui se fixent à l’ADN et changent avec l’âge. En utilisant le transcriptome, la nouvelle horloge prend en considération l’ensemble des gènes qui sont lus à partir de l’ADN (ARN messager) pour fabriquer des protéines pour la cellule.

Jusqu’à présent, le transcriptome était considéré comme trop complexe pour indiquer l’âge. Parfois, les gènes transcrivent une quantité particulièrement importante d’ARNm, parfois moins. Par conséquent, jusqu’à présent, il n’a pas été possible de développer des horloges de vieillissement précises basées sur l’activité des gènes. La nouvelle approche de Meyer et Schumacher utilise une astuce mathématique pour éliminer les différences dans l’activité des gènes. L’horloge de vieillissement binarisée du transcriptome divise les gènes en deux groupes – «activé» ou «désactivé» – minimisant ainsi les variations élevées. Cela rend le vieillissement prévisible à partir du transcriptome. «Étonnamment, cette procédure simple permet une prédiction très précise de l’âge biologique, proche de la limite théorique de précision. Plus important encore, cette horloge vieillissante fonctionne également à des âges élevés, qui étaient auparavant difficiles à mesurer car la variation de l’activité des gènes est alors particulièrement élevée », a déclaré Meyer.

L’âge BiT est basé exclusivement sur environ 1000 transcriptomes différents de C. elegans, dont la durée de vie est précisément connue. Des organismes modèles tels que le nématode fournissent une vue contrôlable du processus de vieillissement, permettant de découvrir des biomarqueurs et d’étudier les effets d’influences externes telles que le rayonnement UV ou la nutrition sur la longévité.

La nouvelle horloge de vieillissement permet aux chercheurs de prédire avec précision les effets pro et anti-vieillissement des variantes génétiques et de divers facteurs externes chez le nématode à un jeune âge. L’horloge de vieillissement a également montré que les gènes de la réponse immunitaire ainsi que la signalisation dans les neurones sont importants pour le processus de vieillissement. «L’âge BiT peut également être appliqué pour prédire l’âge humain rapidement et avec une très grande précision. La mesure de l’âge biologique est importante pour déterminer l’influence de l’environnement, du régime alimentaire ou des thérapies sur le processus de vieillissement et le développement de maladies liées à l’âge. Cette horloge pourrait donc trouver une large application dans la recherche sur le vieillissement. Étant donné que l’âge BiT est basé uniquement sur l’activité des gènes, il peut être appliqué à n’importe quel organisme », a expliqué Schumacher.