Le rythme circadien des gènes change avec l'âge
Le rythme circadien de l'activité des gènes change avec l'âge, selon une nouvelle étude de la faculté de médecine de l'Université de Pittsburgh qui a examiné des milliers de gènes provenant de près de 150 cerveaux humains. Les résultats suggèrent également qu'une nouvelle horloge biologique émerge dans le cerveau plus âgé.
Presque tous les processus cérébraux et corporels, tels que le cycle sommeil / éveil, le métabolisme, la vigilance et la cognition, sont contrôlés par un rythme circadien de 24 heures. Ces modèles d'activité quotidienne sont régulés par certains gènes que l'on trouve dans presque toutes les cellules, mais qui ont rarement été étudiés dans le cerveau humain.
«Des études ont rapporté que les adultes plus âgés ont tendance à mieux effectuer des tâches cognitives complexes le matin et à s'aggraver au cours de la journée», a déclaré la chercheuse principale Colleen McClung, Ph.D.
«Nous savons également que le rythme circadien change avec le vieillissement, entraînant un réveil plus tôt le matin, moins d'heures de sommeil et des rythmes de température corporelle moins robustes.»
La présence de changements géniques ou de «vieillissement moléculaire» dans le cerveau avait déjà été démontrée par le co-chercheur principal Etienne Sibille, Ph.D.
Pour l'étude, les scientifiques ont examiné les effets du vieillissement normal sur les rythmes moléculaires du cortex pré-frontal humain, une zone du cerveau impliquée dans l'apprentissage, la mémoire et d'autres aspects des performances cognitives.
Les chercheurs ont examiné des échantillons de cerveau de 146 personnes sans antécédents de santé mentale ou de problèmes neurologiques dont les familles avaient fait don de leur dépouille à des fins de recherche médicale et pour lesquelles l'heure du décès était connue. Ils ont catégorisé les cerveaux selon qu'ils provenaient d'une personne de moins de 40 ans ou de plus de 60 ans, puis ont analysé deux échantillons de tissu du cortex pré-frontal pour l'activité rythmique, ou l'expression, de milliers de gènes.
Ils ont identifié 235 gènes de base qui composent l'horloge moléculaire dans cette partie du cerveau.
«Comme nous nous y attendions, les jeunes avaient ce rythme quotidien dans tous les gènes classiques de l’horloge», a déclaré le Dr McClung. «Mais il y avait une perte de rythme dans beaucoup de ces gènes chez les personnes âgées, ce qui pourrait expliquer certaines des altérations qui se produisent dans le sommeil, la cognition et l'humeur plus tard dans la vie.»
À leur grande surprise, l'équipe a également trouvé un ensemble de gènes qui ont acquis de la rythmicité chez les personnes plus âgées.
Les résultats pourraient contribuer au développement de traitements pour les problèmes cognitifs et de sommeil chez les personnes âgées, ainsi que d'un traitement potentiel pour le «coucher du soleil», une condition dans laquelle les patients âgés atteints de démence deviennent agités, confus et anxieux le soir.
«Étant donné que la dépression est associée à un vieillissement moléculaire accéléré et à des perturbations dans les routines quotidiennes, ces résultats peuvent également faire la lumière sur les changements moléculaires survenant chez les adultes souffrant de dépression», a déclaré Sibille.
Dans le cadre de recherches futures, les scientifiques prévoient d’explorer la fonction des gènes du rythme circadien du cerveau dans des modèles de laboratoire et animaux, ainsi que de voir s’ils sont modifiés chez les personnes atteintes de maladies psychiatriques ou neurologiques.
Les résultats sont publiés en ligne dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.
Source: Écoles des sciences de la santé de l'Université de Pittsburgh
