La science du vieillissement : pouvons-nous vivre éternellement et devrions-nous ?

Le vieillissement de l'humain de tous les jours est simplement le résultat du passage du temps. Le vieillissement fait des ravages physiques, se manifestant par des cheveux gris, des rides et des problèmes de mémoire. Finalement, l'accumulation de l'usure typique cède la place à des maladies et des pathologies plus graves, comme le cancer, la maladie d'Alzheimer ou les maladies cardiaques. Puis, un jour, nous exhalons tous un dernier souffle et plongeons dans l'inconnu ultime : la mort. Cette description du vieillissement, aussi vague et non définitive soit-elle, est quelque chose de si fondamentalement connu de chacun d'entre nous.

Cependant, un changement idéologique se produit qui pourrait révolutionner la façon dont nous comprenons et vivons l'âge. La recherche émergente sur les processus biologiques du vieillissement et le développement de technologies biomédicales ciblant les maladies liées à l'âge signifient une approche distincte du vieillissement. Le vieillissement, en effet, n'est plus considéré comme un processus dépendant du temps, mais plutôt comme une accumulation de mécanismes discrets. Le vieillissement, au contraire, pourrait être mieux qualifié de maladie en soi.

Entrez Aubrey de Grey, un doctorat de Cambridge avec une formation en informatique et gérontologue biomédical autodidacte. Il a une longue barbe qui coule sur sa poitrine et son torse en forme de roseau. Il parle vite, les mots sortent de sa bouche avec un charmant accent britannique. Le discours rapide pourrait être simplement une bizarrerie de caractère, ou il pourrait avoir évolué à partir du sentiment d'urgence qu'il ressent face à la guerre qu'il mène contre le vieillissement. De Gray est co-fondateur et directeur scientifique de Fondation de recherche SENS, un organisme de bienfaisance qui se consacre à faire progresser la recherche et le traitement des maladies liées à l'âge.

De Gray est un personnage mémorable, c'est pourquoi il passe beaucoup de temps à donner des conférences et à mobiliser les gens pour le mouvement anti-âge. Sur un épisode de TED Radio Hour par NPR, il prédit que "En gros, les types de choses dont vous pourriez mourir à l'âge de 100 ou 200 ans seraient exactement les mêmes que les types de choses dont vous pourriez mourir à l'âge de 20 ou 30 ans."

Une mise en garde : de nombreux scientifiques seraient prompts à souligner que de telles prédictions sont spéculatives et qu'il est nécessaire de disposer de preuves définitives avant de faire de telles affirmations. En fait, en 2005, MIT Technology Review a annoncé la Défi SENS, offrant 20,000 10,000 $ à tout biologiste moléculaire qui pourrait suffisamment démontrer que les affirmations de SENS concernant l'inversion du vieillissement étaient « indignes d'un débat savant ». Jusqu'à présent, personne n'a réclamé le prix complet, à l'exception d'une soumission notable que les juges ont jugée suffisamment éloquente pour gagner XNUMX XNUMX $. Cela nous laisse cependant, nous autres mortels, aux prises avec des preuves au mieux peu concluantes, mais suffisamment prometteuses pour mériter prise en compte de ses implications.

Après avoir passé au crible des montagnes de recherches et des titres trop optimistes, j'ai décidé de me concentrer uniquement sur quelques domaines de recherche clés qui ont une technologie et des thérapies tangibles liées au vieillissement et aux maladies liées à l'âge.

Les gènes détiennent-ils la clé ?

Le plan de vie se trouve dans notre ADN. Notre ADN est plein de codes que nous appelons « gènes » ; Ce sont les gènes qui déterminent la couleur de vos yeux, la vitesse de votre métabolisme et si vous allez développer une certaine maladie. Dans les années 1990, Cynthia Kenyon, chercheuse en biochimie à l'Université de San Francisco et récemment nommée l'une des 15 meilleures femmes scientifiques en 2015 par Business Insider, a introduit une idée révolutionnaire - que les gènes pourraient également coder la durée de notre vie, et que l'activation ou la désactivation de certains gènes pourrait prolonger une durée de vie en bonne santé. Ses premières recherches ont porté sur C. Elegans, de minuscules vers qui sont utilisés comme organismes modèles pour la recherche car ils ont des cycles de développement du génome très similaires à ceux des humains. Kenyon a découvert que la désactivation d'un gène spécifique - Daf2 - faisait que ses vers vivaient deux fois plus longtemps que les vers ordinaires.

Encore plus excitant, les vers ne vivaient pas simplement plus longtemps, mais ils étaient aussi en meilleure santé plus longtemps. Imaginez que vous vivez jusqu'à 80 ans et que 10 ans de cette vie sont consacrés à lutter contre la fragilité et la maladie. On pourrait hésiter à vivre jusqu'à 90 ans si cela signifiait passer 20 ans de vie en proie à des maladies liées à l'âge et à une qualité de vie inférieure. Mais les vers de Kenyon ont vécu jusqu'à l'équivalent humain de 160 ans et seulement 5 ans de cette vie ont été passés dans la «vieillesse». Dans un article de The Guardian, Kenyon a mis à nu ce que certains d'entre nous n'espéreraient qu'en secret ; "Vous pensez juste, 'Wow. Peut-être que je pourrais être ce ver à longue durée de vie. "" Depuis lors, Kenyon a été un pionnier de la recherche dans l'identification des gènes qui contrôlent le processus de vieillissement.

L'idée est que si nous pouvons trouver un gène maître qui contrôle le processus de vieillissement, alors nous pouvons développer des médicaments qui interrompent la voie de ce gène, ou utiliser des techniques de génie génétique pour le modifier complètement. En 2012, un article dans Sciences a été publié sur une nouvelle technique de génie génétique appelée CRISPR-Cas9 (plus facilement appelée CRISPR). CRISPR a balayé les laboratoires de recherche du monde entier les années suivantes et a été annoncé dans Nature comme la plus grande avancée technologique dans la recherche biomédicale depuis plus d'une décennie.

CRISPR est une méthode simple, peu coûteuse et efficace d'édition d'ADN qui utilise un segment d'ARN - l'équivalent biochimique d'un pigeon voyageur - qui guide les enzymes d'édition vers une bande d'ADN cible. Là, l'enzyme peut rapidement extraire des gènes et en insérer de nouveaux. Cela semble fantastique de pouvoir « éditer » des séquences génétiques humaines. J'imagine des scientifiques créant des collages d'ADN en laboratoire, coupant et collant des gènes comme des enfants à une table de bricolage, éliminant complètement les gènes indésirables. Ce serait le cauchemar d'un bioéthicien de créer des protocoles qui réglementent la façon dont une telle technologie est utilisée, et sur qui.

Par exemple, il y a eu un tollé plus tôt cette année lorsqu'un laboratoire de recherche chinois a publié qu'il avait tenté de modifier génétiquement des embryons humains (consultez l'article original sur Protéine & Cellule, et le kerfuffle subséquent à Nature). Les scientifiques étudiaient le potentiel de CRISPR pour cibler le gène responsable de la β-thalassémie, une maladie sanguine héréditaire. Leurs résultats ont montré que CRISPR a réussi à cliver le gène de la β-thalassémie, mais il a également affecté d'autres parties de la séquence d'ADN, entraînant des mutations involontaires. Les embryons n'ont pas survécu, ce qui souligne d'autant plus la nécessité d'une technologie plus fiable.

En ce qui concerne le vieillissement, on imagine que CRISPR peut être utilisé pour cibler les gènes liés à l'âge et activer ou désactiver les voies qui contribueraient à ralentir le processus de vieillissement. Cette méthode pourrait être délivrée, idéalement, via la vaccination, mais la technologie est loin d'atteindre cet objectif et personne n'est en mesure de dire de manière décisive si elle le fera un jour. Il semble que la réingénierie fondamentale du génome humain et la modification de notre façon de vivre et (potentiellement) de mourir restent une partie de la science-fiction - pour l'instant.

Êtres bioniques

Si la marée du vieillissement ne peut pas être endiguée au niveau génétique, nous pouvons alors nous tourner vers des mécanismes plus avancés pour interrompre le processus de vieillissement et prolonger une vie saine. À ce moment de l'histoire, les membres prothétiques et les greffes d'organes sont monnaie courante - des exploits d'ingénierie spectaculaires où nous avons amélioré, et parfois complètement remplacé, nos systèmes et organes biologiques afin de sauver des vies. Nous continuons à repousser les limites de l'interface humaine ; la technologie, la réalité numérique et les corps étrangers sont plus que jamais ancrés dans nos corps sociaux et physiques. Alors que les contours de l'organisme humain s'estompent, je commence à me demander, à quel moment ne pouvons-nous plus nous considérer comme strictement « humains » ?

Une jeune fille, Hannah Warren, est née en 2011 sans trachée. Elle ne pouvait ni parler, ni manger, ni avaler toute seule, et ses perspectives n'étaient pas bonnes. En 2013, cependant, elle a subi une procédure révolutionnaire qui a implanté une trachée issue de ses propres cellules souches. Hannah s'est réveillée de la procédure et a pu respirer, sans machines, pour la première fois de sa vie. Cette procédure a attiré beaucoup d'attention des médias; c'était une jeune fille adorable et c'était la première fois que la procédure était pratiquée aux États-Unis

Cependant, un chirurgien du nom de Paolo Macchiarini avait déjà effectué ce traitement pionnier cinq ans plus tôt en Espagne. La technique nécessite la construction d'un échafaudage qui imite la trachée à partir de nanofibres artificielles. L'échafaudage est ensuite « ensemencé » avec les propres cellules souches du patient récoltées dans sa moelle osseuse. Les cellules souches sont soigneusement cultivées et autorisées à se développer autour de l'échafaudage, formant une partie du corps entièrement fonctionnelle. L'attrait d'une telle approche est qu'elle réduit considérablement la possibilité que le corps rejette l'organe transplanté. Après tout, il est construit à partir de leurs propres cellules !

De plus, cela soulage la pression du système de don d'organes qui dispose rarement d'un approvisionnement suffisant en organes désespérément nécessaires. Hannah Warren, malheureusement, est décédée plus tard la même année, mais l'héritage de cette procédure perdure alors que les scientifiques se disputent les possibilités et les limites d'une telle médecine régénérative - la construction d'organes à partir de cellules souches.

Selon Macchiarini dans le Lancetteen 2012, "Le potentiel ultime de cette thérapie à base de cellules souches est d'éviter le don humain et l'immunosuppression à vie et de pouvoir remplacer des tissus complexes et, tôt ou tard, des organes entiers."

La controverse suivit bientôt cette période apparemment jubilatoire. Les critiques ont exprimé leurs opinions au début de 2014 dans un éditorial dans l' Journal de chirurgie thoracique et cardiovasculaire, remettant en question la plausibilité des méthodes de Macchiarini et démontrant l'inquiétude suscitée par les taux de mortalité élevés de procédures similaires. Plus tard cette année-là, l'Institut Karolinska de Stockholm, une prestigieuse université médicale où Macchiarini est professeur invité, a lancé des enquêtes dans son travail. Alors que Macchiarini était innocenté de faute plus tôt cette année, cela démontre l'hésitation de la communauté scientifique face aux faux pas dans des travaux aussi critiques et nouveaux. Néanmoins, il existe un essai clinique actuellement en cours aux États-Unis pour tester l'innocuité et l'efficacité de la greffe trachéale de cellules souches et l'étude devrait être terminée d'ici la fin de cette année.

La nouvelle procédure de Macchiarini n'est pas le seul pas en avant dans la création d'organes sur mesure - l'avènement de l'imprimante 3D a préparé la société à tout imprimer, des crayons aux os. Un groupe de chercheurs de Princeton a réussi à imprimer un prototype d'oreille bionique fonctionnelle en 2013, ce qui semble être une éternité compte tenu de la rapidité avec laquelle la technologie s'est développée (voir leur article dans Nano Lettres). L'impression 3D est devenue commerciale maintenant, et il pourrait bien y avoir une course pour les entreprises de biotechnologie pour voir qui peut commercialiser le premier organe imprimé en 3D.

Entreprise basée à San Diego Organovo est devenu public en 2012 et utilise la technologie d'impression 3D pour faire avancer la recherche biomédicale, par exemple en produisant en masse de minuscules foies à utiliser dans les tests de dépistage de drogues. Les avantages de l'impression 3D sont qu'elle ne nécessite pas l'échafaudage initial et qu'elle offre beaucoup plus de flexibilité - on pourrait potentiellement entrelacer l'infrastructure électronique avec le tissu biologique et insérer de nouvelles fonctionnalités dans les organes. Il n'y a pas encore de signes d'impression d'organes à part entière pour la transplantation humaine, mais le dynamisme est là, comme l'indique le partenariat d'Organovo avec le Fondation Mathusalem – une autre idée originale du célèbre Aubrey de Grey.

La Fondation Mathusalem est une organisation à but non lucratif qui finance la recherche et le développement en médecine régénérative, faisant don de plus de 4 millions de dollars à divers partenaires. Bien que ce ne soit pas grand-chose en termes de R&D scientifique - selon Forbes, les grandes sociétés pharmaceutiques peuvent dépenser entre 15 et 13 milliards de dollars par médicament, et la R&D en biotechnologie est comparable – c'est quand même beaucoup d'argent.

Vivre plus longtemps et la tragédie de Tithon

Dans la mythologie grecque, Tithon est l'amant d'Eos, Titan de l'aube. Tithon est le fils d'un roi et d'une nymphe des eaux, mais il est mortel. Eos, désespérée de sauver son amant d'une mort éventuelle, supplie le dieu Zeus d'offrir l'immortalité à Tithonus. Zeus accorde en effet l'immortalité à Tithonus, mais dans une tournure cruelle, Eos se rend compte qu'elle a également oublié de demander la jeunesse éternelle. Tithon vit éternellement, mais il continue de vieillir et de perdre ses facultés.

"L'âge immortel à côté de la jeunesse immortelle / Et tout ce que j'étais, en cendres" dit Alfred Tennyson dans un poème écrit du point de vue de l'homme éternellement damné. Si nous sommes capables de persuader notre corps de durer deux fois plus longtemps, rien ne garantit que notre esprit suivra. De nombreuses personnes deviennent la proie de la maladie d'Alzheimer ou d'autres types de démence avant que leur santé physique ne commence à décliner. Il était autrefois largement affirmé que les neurones ne peuvent pas être régénérés, de sorte que la fonction cognitive déclinerait de manière irréversible avec le temps.

Cependant, la recherche a maintenant fermement établi que les neurones peuvent en fait être régénérés et faire preuve de « plasticité », c'est-à-dire la capacité de former de nouvelles voies et de créer de nouvelles connexions dans le cerveau. Fondamentalement, vous pouvez apprendre de nouveaux tours à un vieux chien. Mais cela est à peine suffisant pour éviter la perte de mémoire sur une durée de vie de 160 ans (ma durée de vie future serait risible pour de Grey, qui prétend que les humains peuvent atteindre l'âge de 600 ans). Il n'est guère souhaitable de vivre une longue vie sans aucune faculté mentale pour en profiter, mais de nouveaux développements étranges indiquent qu'il pourrait encore y avoir un espoir de sauver nos esprits et nos esprits du flétrissement.

En octobre 2014, une équipe de chercheurs de l'Université de Stanford a lancé une étude très médiatisée essai clinique celle qui proposait de perfuser aux malades d'Alzheimer du sang de jeunes donneurs. La prémisse de l'étude a une certaine qualité macabre, dont beaucoup d'entre nous seraient sceptiques, mais elle est basée sur des recherches prometteuses déjà effectuées sur des souris.

En juin 2014, un article a été publié dans Nature magazine par un groupe de scientifiques de Stanford détaillant comment la transfusion de sang jeune à des souris plus âgées a en fait inversé les effets du vieillissement dans le cerveau du niveau moléculaire au niveau cognitif. La recherche a montré que les souris plus âgées, après avoir reçu du sang jeune, repousseraient les neurones, montreraient plus de connectivité dans le cerveau et auraient une meilleure mémoire et une meilleure fonction cognitive. Dans une interview avec le Tuteur, Tony Wyss-Coray – l'un des principaux scientifiques travaillant sur cette recherche et professeur de neurologie à Stanford – a déclaré : « Cela ouvre un domaine entièrement nouveau. Il nous dit que l'âge d'un organisme, ou d'un organe comme le cerveau, n'est pas gravé dans la pierre. Il est malléable. Vous pouvez le déplacer dans un sens ou dans l'autre.

On ne sait pas exactement quels facteurs dans le sang provoquent des effets aussi dramatiques, mais les résultats chez la souris étaient suffisamment prometteurs pour permettre l'approbation d'un essai clinique chez l'homme. Si la recherche progresse bien, nous pourrions alors identifier des facteurs singuliers qui rajeunissent les tissus cérébraux humains et créer un médicament qui pourrait bien inverser la maladie d'Alzheimer et nous permettre de résoudre des mots croisés jusqu'à la fin des temps.