Activité cérébrale excessive liée à une durée de vie plus courte

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L’activité neuronale du cerveau - impliquée depuis longtemps dans des troubles allant de la démence à l’épilepsie - joue également un rôle dans la durée de notre vie.

L'étude, menée par des scientifiques de l'Institut Blavatnik de la Harvard Medical School et basée sur des découvertes de cerveaux humains, de souris et de vers, suggère qu'une activité excessive dans le cerveau est liée à une durée de vie plus courte, tandis que la suppression de l'hyperactivité peut prolonger la vie.

L'activité neurale fait référence au scintillement constant des courants électriques et des transmissions dans le cerveau. Une activité excessive, ou excitation, pourrait se manifester de nombreuses manières, allant d'une contraction musculaire à un changement d'humeur ou de pensée, selon les chercheurs.

«Un aspect intrigant de nos découvertes est que quelque chose d'aussi transitoire que l'état d'activité des circuits neuronaux pourrait avoir des conséquences aussi profondes sur la physiologie et la durée de vie», a déclaré l'auteur principal de l'étude, le Dr Bruce Yankner, professeur de génétique et co-directeur. du Centre Paul F. Glenn pour la biologie du vieillissement.

L'excitation neurale semble agir le long d'une chaîne d'événements moléculaires connus pour influencer la longévité - la voie de signalisation de l'insuline et du facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF), expliquent les chercheurs.

La clé de cette cascade de signalisation semble être une protéine appelée REST, précédemment montrée par des chercheurs du Yankner Lab pour protéger le cerveau vieillissant de la démence et d'autres stress.

Les résultats de l’étude pourraient conduire à la conception de nouvelles thérapies pour des conditions qui impliquent une hyperactivité neurale, comme la maladie d’Alzheimer et le trouble bipolaire, ont déclaré les chercheurs.

Les résultats soulèvent également la possibilité que certains médicaments, tels que les médicaments qui ciblent le REST, ou certains comportements, tels que la méditation, puissent prolonger la durée de vie en modulant l'activité neuronale, ont-ils déclaré.

La variation humaine de l'activité neuronale pourrait avoir des causes à la fois génétiques et environnementales, ce qui ouvrirait de futures voies d'intervention thérapeutique, a ajouté Yankner.

Les chercheurs ont commencé leur enquête en analysant les modèles d'expression génique - la mesure dans laquelle divers gènes sont activés et désactivés - dans des tissus cérébraux donnés par des centaines de personnes décédées à des âges allant de 60 à plus de 100 ans.

Les informations ont été recueillies dans le cadre de trois études de recherche distinctes sur des personnes âgées. Ceux analysés dans l'étude actuelle étaient intacts sur le plan cognitif, ce qui signifie qu'ils n'étaient pas atteints de démence, ont noté les chercheurs.

Les chercheurs ont immédiatement remarqué une différence frappante entre les participants les plus âgés et les plus jeunes, a déclaré Yankner. Les personnes qui vivent le plus longtemps - celles de plus de 85 ans - ont une expression plus faible des gènes liés à l'excitation neurale que celles qui sont décédées entre 60 et 80 ans.

Vient ensuite la question à laquelle tous les scientifiques sont confrontés: corrélation ou causalité? Cette disparité dans l'excitation neuronale se produisait-elle simplement à côté de facteurs plus importants déterminant la durée de vie ou les niveaux d'excitation affectaient-ils directement la longévité? Si c'est le cas, comment?

Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont mené une série d'expériences, y compris des tests de biologie génétique, cellulaire et moléculaire dans l'organisme modèle Caenorhabditis elegans, des analyses de souris génétiquement modifiées et des analyses supplémentaires des tissus cérébraux de personnes qui ont vécu pendant plus d'un siècle.

Ces expériences ont révélé que la modification de l'excitation neurale affecte en effet la durée de vie et a éclairé ce qui pourrait se passer au niveau moléculaire, ont déclaré les chercheurs, notant que tous les signes pointaient vers la protéine REST.

REST, qui est connu pour réguler les gènes, supprime également l'excitation neurale, ont découvert les chercheurs.

Le blocage de REST ou son équivalent chez les animaux a entraîné une activité neuronale plus élevée et des décès plus précoces, tandis que le renforcement de REST a fait le contraire.

Les chercheurs ont également découvert que les personnes qui vivaient jusqu'à 100 ans et au-delà avaient beaucoup plus de REPOS dans les noyaux de leurs cellules cérébrales que les personnes décédées dans leurs 70 ou 80 ans.

«C'était extrêmement excitant de voir comment toutes ces différentes sources de données convergeaient», a déclaré le co-auteur de l'étude, le Dr Monica Colaiácovo, professeur de génétique à la Harvard Medical School, dont le laboratoire a collaboré aux travaux de C. elegans.

Les chercheurs ont découvert que des vers aux mammifères, REST supprime l'expression de gènes qui sont impliqués de manière centrale dans l'excitation neurale, tels que les canaux ioniques, les récepteurs de neurotransmetteurs et les composants structurels des synapses.

Une excitation plus faible active une famille de protéines appelées facteurs de transcription forkhead. Il a été démontré que ces protéines assurent la médiation d'une «voie de longévité» via la signalisation insuline / IGF chez de nombreux animaux. C'est la même voie que les scientifiques pensent qu'elle peut être activée par restriction calorique, selon les chercheurs.

En plus de son rôle émergent dans la prévention de la neurodégénérescence, la découverte du rôle de REST dans la longévité fournit une motivation supplémentaire pour développer des médicaments qui ciblent la protéine, ont déclaré les chercheurs.

Bien qu'il faille du temps et de nombreux tests pour déterminer si de tels traitements réduisent l'excitation neurale, favorisent un vieillissement en bonne santé ou prolongent la durée de vie, le concept a captivé certains chercheurs.

«La possibilité que la capacité d'activer REST réduise l'activité neuronale excitatrice et ralentisse le vieillissement chez l'homme est extrêmement excitante», a déclaré Colaiácovo.

L'étude a été publiée dans La nature.

Source: École de médecine de Harvard