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Les variations de sénescence cellulaire peuvent régler la santé et le début des maladies relatives à l'âge

Les chercheurs de l'université de Kumamoto, Japon ont proposé que les variations de sénescence cellulaire pendant le processus de vieillissement pourraient mener au contrôle de la santé et au début des maladies relatives à l'âge.

Basé sur les caractéristiques de la sécrétion des cytokines inflammatoires relâchées par les cellules âgées, elles présument qu'il y a au moins quatre conditions distinctes de sénescence cellulaire et que ces quatre conditions résultent des modifications métaboliques et epigenomic coordonnées.

La caractérisation et la catégorisation des conditions qualitativement différentes de la sénescence cellulaire ont pu fournir une compréhension neuve du vieillissement et du procédé de sénescence.

La population du monde vieillit à un régime accéléré, particulièrement dans les pays développés. Puisqu'on s'attend à ce que la population agée augmente à l'avenir, il particulièrement important pour mettre à jour des durées de vie saine.

Plusieurs des cellules qui composent le fuselage éventuellement pour se baisser dans le fonctionnement et pour cesser de s'élever après des divisions répétées dans une « sénescence cellulaire appelée de processus, » un facteur important dans la santé et longévité. La sénescence prématurée se produit quand l'ADN génomique est endommagé par des facteurs de stress tels que la radiothérapie, le rayonnement ultraviolet, ou les médicaments, mais ses mécanismes ne sont pas encore entièrement compris.

Cela peut être bon, comme quand les cellules deviennent cancéreuses, sénescence cellulaire fonctionne pour éviter le développement de la malignité, mais il augmente également la probabilité de beaucoup de maladies relatives à l'âge. Il est pour cette raison important que les sciences médicales essayent de les comprendre et régler.

Bien que les cellules sénescentes détruisent leur capacité de proliférer, la recherche récente a prouvé qu'elles sécrètent les protéines variées qui agissent sur les cellules environnantes et introduisent l'inflammation chronique et l'accroissement de cellule cancéreuse. C'est appelé le phénotype sécrétoire sénescence-associé (SASP).

La sénescence cellulaire est vraisemblablement la cause du vieillissement au corps entier. Des cellules sénescentes ont été montrées pour s'accumuler dans les fuselages des souris âgées, et le démontage de ces cellules peut supprimer le vieillissement du corps entier. En d'autres termes, si la sénescence cellulaire est réglée, il peut devenir possible de régler le processus de vieillissement du corps entier.

L'organisme de recherche de professeur Mitsuyoshi Nakao's à l'université de Kumamoto étudie les mécanismes du vieillissement cellulaire du point de vue de l'epigenetics--un inducteur de recherches qui vérifie les activités des approximativement 25.000 gènes de protéine-codage sur le génome humain, relatives aux phénomènes de durée, à la santé et aux états de la maladie, et vieillissement au corps humain.

Jusqu'à présent, les chercheurs ont examiné un large éventail de facteurs impliqués dans le vieillissement des fibroblastes humains (un type de cellules actuel dans tous les tissus et organes) et ont constaté que la méthyltransférase SETD8, la méthyltransférase NSD2, et d'autres protéines jouent un rôle en évitant la sénescence cellulaire. Jusqu'ici, aucun détail de biomarqueur aux cellules sénescentes n'a été découvert.

Il est maintenant une question de la façon dont pouvons nous comprendre le procédé de sénescence cellulaire. Ainsi, les chercheurs ont observé la sénescence cellulaire au fil du temps et en termes de caractéristiques de SASPs de protéine-sécrétion.

Ils se sont rendus compte qu'il y a au moins quatre variations phénotypiques (conditions) de sénescence cellulaire : 1. amorçage (arrestation de prolifération), 2. tôt (anti-inflammatoire), 3. pleins (inflammation et métabolisme accrus), et 4. tardifs (inflammation et métabolisme diminués). Se concentrant sur les modifications de niveau moléculaire pour chaque période, ils ont prouvé que des variations de la sénescence cellulaire peuvent être formées par « un programme sénescent » dans ce que la modification du métabolisme intracellulaire et de l'epigenomics (contrôle MISE EN MARCHE/ARRÊT de gène) a lieu d'une façon coordonnée.

Les chercheurs se sont alors concentrés sur les facteurs transcriptionnels et epigenomic qui règlent l'expression des gènes qui jouent des rôles importants en cours de sénescence cellulaire. Pendant la condition d'amorçage, des gènes qui introduisent la prolifération cellulaire sont supprimés, alors que des gènes qui bloquent la prolifération sont activés.

On le sait que les protéines p53 de suppresseur de tumeur et le rétinoblastome (Rb) jouent un rôle important dans ce procédé. Dans la condition tôt, des modifications de morphologie de cellules de manière significative et les cytokines avec les propriétés anti-inflammatoires sont activées. Ceci peut être une défense contre l'action inflammatoire postérieure. Puis, dans la pleine condition, les gènes des cytokines pro-inflammatoires deviennent fortement exprimés et produisent une réaction inflammatoire intense.

En même temps, l'expression des gènes métaboliques, tels que des mitochondries, et des gènes qui synthétisent des protéines sont augmentés par l'intermédiaire du Rb mentionné ci-dessus (précédemment rapporté par cet organisme de recherche). Ici, on le pense que les réactions métaboliques produisent l'énergie requise pour synthétiser et sécréter des protéines.

En conclusion, vers la fin de la condition, la réaction et le métabolisme inflammatoires se baissent, mais l'interféron est produit et sécrété en réponse aux fragments d'ADN cytoplasmiques du génome et de l'ADN mitochondrial nucléaires. Actuellement, les mécanismes et la signification de ces procédés sont encore non identifiés, mais on le comprend maintenant que la sénescence cellulaire a comme conséquence une réaction inflammatoire qualitativement différente.

Nous espérons que notre travail présentera un moyen de la communauté scientifique de considérer une compréhension neuve des mécanismes du vieillissement de sénescence cellulaire et de fuselage. Nous croyons que la variation phénotypique de la sénescence cellulaire peut mener aux méthodes neuves pour introduire la longévité saine et les maladies de lié à l'âge de contrôle et de prévention. »

Mitsuyoshi Nakao, professeur, université de Kumamoto

Source:
Journal reference:

Nakao, M., et al. (2020) Cellular Senescence Variation by Metabolic and Epigenomic Remodeling. Trends in Cell Biology. doi.org/10.1016/j.tcb.2020.08.009.