En Chine, une équipe de chercheurs a construit un cadre informatique pour étudier le vieillissement au niveau individuel. Elle souhaite prédire l’âge biologique et suivre les différents taux de senescence des organes. Cela permettra de passer d’une simple description de ce phénomène à sa quantification systématique, ouvrant potentiellement la voie à de futures interventions pour vivre plus longtemps en bonne santé.
Le vieillissement est un processus biologique commun aux êtres vivants, dont les humains. Il se caractérise par un déclin structurel, fonctionnel et cognitif complexe mais progressif. Si plusieurs études ont tenté de comprendre ce phénomène, la quantification de son hétérogénéité et l’évaluation de l’âge biologique restent des défis à relever. Une équipe de chercheurs chinois veut briser cette barrière. Pour cela, elle a construit un cadre informatique révolutionnaire, permettant notamment la quantification et l’identification des processus de dégénérescence biologique.
Une cohorte multicentrique standardisée pour créer le cadre informatique
Ces chercheurs sont issus de plusieurs institutions, dont l’Institut de zoologie de l’Académie chinoise des sciences, le Centre national chinois de bio-information et quatre centres de recherche clinique. Leur cadre informatique est le fruit d’une étude menée sur 2 019 individus chinois âgés de 18 à 91 ans, en bonne santé. Une cohorte multicentrique standardisée appelée mCAS (multicentric Chinese Aging Standardized) a été créée avec ces volontaires. Plus d’un milliard d’informations de haute qualité ont été recueillies sur eux, grâce à des tests cliniques, des évaluations cognitives et motrices, des scanners cérébraux et rétiniens.
Un système à trois niveaux d’« horloges » pour mesurer le vieillissement
Les scientifiques ont notamment enregistré des données moléculaires, des données relatives à la méthylation de l’ADN, aux transcrits d’ARN, aux protéines, aux métabolites et au microbiote intestinal. Toutes ces informations ont servi de base au développement d’un système à trois niveaux d’« horloges » permettant de quantifier le vieillissement.
Le premier niveau, l’horloge de capacité de base, intègre 240 indicateurs physiologiques reflétant le déclin fonctionnel global. Le deuxième niveau est une horloge multimodale qui analyse simultanément différentes couches de données moléculaires, grâce à un processus d’apprentissage profond. Il prédit l’âge chronologique avec une marge d’erreur de 3,87 ans.
Mise en évidence du vieillissement asynchrone des organes
Quant au troisième niveau, il est constitué d’horloges spécifiques à chaque organe. Il y en a pour le cerveau, le foie, les poumons, les muscles, les vaisseaux sanguins ou encore la peau. Ces horloges sont construites à partir de marqueurs cliniques, de protéines plasmatiques et de caractéristiques d’imagerie. Les trois niveaux forment le cadre informatique. Celui-ci a permis, lors de l’étude, de mettre en évidence le vieillissement asynchrone des organes. Il montre par exemple que le foie atteint un stade critique de vieillissement plus vite que le cerveau.
Deux grandes phases non linéaires de changement liées à l’âge
Grâce au cadre informatique, les chercheurs ont également identifié deux grandes phases non linéaires de changement liées à l’âge : l’une se produisant entre 40 et 50 ans, et l’autre entre 60 et 70 ans. Afin de déterminer les causes biologiques de ces changements, les scientifiques chinois ont analysé la protéomique plasmatique et les tissus hépatiques colorés provenant de donneurs humains. Ils ont aussi mené des expériences sur des cultures de cellules humaines et des modèles animaux.
Une avancée majeure pour une quantification systématique du vieillissement
Les résultats montrent une accumulation, liée à l’âge, de marqueurs de coagulation d’origine hépatique (notamment F13B, F9 et F10) comme un facteur direct de la sénescence cellulaire. À ce facteur direct s’ajoute des facteurs accélérant liés au mode de vie, comme le tabagisme, un sommeil insuffisant et une fréquence élevée des repas.
En revanche, une consommation plus importante de fruits, des horaires de sommeil réguliers et une activité physique modérée ralentissait le vieillissement. Selon les scientifiques chinois, ces travaux constituent une avancée majeure. Ils permettraient de passer d’une simple description du vieillissement à sa quantification systématique, ouvrant potentiellement la voie à de futures interventions pour vivre plus longtemps en bonne santé.
