La rigidité du tissu environnant accélère le vieillissement cellulaire
Avec l'âge, le réseau de protéines et de fibres qui entoure nos cellules se durcit. Une nouvelle étude suggère que cette rigidité seule suffit à faire basculer les cellules dans un état vieilli, indépendamment de toute autre cause.
Les cellules baignent dans un fin réseau de protéines et de molécules de sucre appelé matrice extracellulaire (ECM). Cette matrice ne se contente pas d'assurer un soutien structurel : elle transmet aussi des signaux biochimiques et mécaniques aux cellules. Avec l'âge, des liaisons chimiques s'accumulent et la matrice se rigidifie.
Des chercheurs ont voulu savoir si cette rigidité croissante pouvait, à elle seule, provoquer le vieillissement cellulaire. Ils ont cultivé des cellules sur des hydrogels artificiels de dureté variable : 4 kilopascals (kPa) pour un substrat souple et 19 kPa pour un substrat rigide. Les résultats ont été publiés dans la revue Cells. Les cellules placées sur le substrat rigide présentaient des signes nets de vieillissement : prolifération réduite, forme altérée et activité moindre de l'autophagie (le mécanisme par lequel la cellule se nettoie elle-même). Les gènes associés à la longévité étaient plus actifs sur le substrat souple.
Le vieillissement est-il réversible par voie mécanique ?
Le volet le plus frappant de l'étude concerne les expériences de réversibilité. Les cellules d'abord cultivées sur un substrat rigide, puis transférées sur un substrat souple, affichaient moins de caractéristiques de vieillissement et une activité accrue de l'autophagie. L'environnement mécanique ne fait donc pas que favoriser les changements liés à l'âge : il pourrait aussi les atténuer partiellement.
Du point de vue de la longévité, cela ouvre la possibilité d'agir sur le vieillissement tissulaire via les propriétés physiques de la matrice, sans passer uniquement par la génétique ou les médicaments. Les chercheurs eux-mêmes qualifient leur travail d'étude de faisabilité réalisée en laboratoire, sur des cellules en culture. Ces résultats ne se transposent pas automatiquement à l'organisme vivant.
Où en est la recherche dans ce domaine ?
Les travaux visant à réparer la matrice extracellulaire dans les tissus vivants restent insuffisamment financés. L'élimination des liaisons chimiques dues à l'âge, qui rigidifient la matrice, suscite un intérêt croissant : si cela s'avère réalisable, cela pourrait ralentir la dégradation du comportement cellulaire dans les tissus âgés.
Pour l'heure, ces résultats constituent des pistes prometteuses plutôt qu'une preuve que ramollir les tissus peut inverser le vieillissement. Ils confirment toutefois que l'environnement physique d'une cellule façonne bien plus que son simple soutien structurel.
Termes de recherche : extracellular matrix aging, mechanical cell senescence, autophagy tissue stiffness