Médecine régénérative : l’immortalité humaine à portée de main ?

Résumé

Le but de ce documentaire est d’explorer les possibilités offertes par les récentes avancées de la recherche sur le vieillissement et les conséquences d’une augmentation radicale de la durée de vie en bonne santé. Nous allons expliquer tout d’abord pourquoi le vieillissement existe et comment se manifeste-t-il au niveau le plus fondamental. Cela nous permettra de dresser les potentiels traitements visant à faire tomber la limite de mortalité biologique et libérer l’humanité du vieillissement. Nous verrons enfin si ces scénarios sont désirables, quelles sont les critiques et à quoi pourrait ressembler un monde peuplé d’humains à la jeunesse indéfinie.

Presque tous les organismes sur cette planète sont sujets à un processus biologique que l’on appelle vieillissement ou sénescence. Homo sapiens n’en fait pas exception comme nous le savons tous. La différence avec notre espèce, c’est que nous avons la capacité d’expliquer le fonctionnement du vieillissement, tout comme nous avons réussi à former un ensemble de connaissances sur d’autres aspects du réel. Et lorsque nous comprenons un bout de la réalité, il devient possible de le manipuler à des fins que nous jugeons désirables.

Dans le cas du vieillissement, cela se traduit potentiellement par mieux traiter ses effets, le ralentir, l’arrêter voir même l’inverser. Des possibilités radicales qui transformeront en profondeur la nature humaine. Au fur et à mesure que la faisabilité scientifique de ce projet se clarifie, l’importance d’expliquer et de comprendre les implications devient de plus en plus grande.

Bien sûr, je ne vais pas être totalement objectif et neutre. J’ai mes propres convictions et avis sur le sujet, que je ne peux empêcher de se manifester dans mon analyse. Mon objectif est plutôt de vous présenter un point de vue, tout en essayant de prendre en compte différents arguments et, je l’espère, vous donner matière à réfléchir pour que vous soyez mieux armé à vous forger votre propre opinion.

1. Les processus du vieillissement

Pourquoi vieillissons nous ?

Historiquement, de nombreux biologistes et même gérontologues, les médecins spécialistes du vieillissement, ne se sont pas souvent demandé pourquoi ni comment nous vieillissons. Ils cherchaient simplement à en traiter les conséquences. Ce qui rappelle l’étude sur le cancer. En effet, dans les années 60, la lutte contre le cancer était un combat contre ses symptômes. Mais peu de monde s’intéressait à ses causes. Et ceux qui osaient parler d’éradication du cancer étaient marginalisés.

Dans les années 70, la découverte de la catégorie de gènes dont l’expression favorise la survenue de cancers, appelés oncogènes, précipita la recherche dans un nouveau paradigme. En inventant des moyens chimiques pour bloquer spécifiquement les protéines promotrices de tumeurs, nous pouvions enfin commencer à éloigner les radiations et les agents chimiothérapeutiques toxiques pour attaquer les cancers à leur source génétique, tout en laissant les cellules saines intactes. Grâce à de nouvelles techniques comme l’immunothérapie, les décès globaux par cancer continuent de chuter. Nous n’avons certainement pas guéri tous les types de cancer depuis les décennies qui ont suivi, mais nous ne pensons plus que c’est impossible. C’est une victoire mesurée en millions de vies.

La recherche sur le vieillissement en est au même stade que la recherche sur le cancer dans les années 1960. Nous avons une solide compréhension du vieillissement et ces symptômes. Mais chercher à en trouver les causes et essayer de l’éradiquer est perçu comme futile et regardé avec hostilité.

Toutefois, plusieurs approches ont été proposées par des scientifiques curieux de connaître pourquoi les organismes sont sujets au vieillissement.

L’évolution de la vie sur Terre s’opère à travers la sélection naturelle. Des variations existent au sein de toutes les populations d’organismes. Cela se produit en partie parce que des mutations aléatoires surviennent dans le génome d’un individu et que ses progénitures peuvent hériter de ces mutations. Votre ADN est un mélange 50:50 de celui de votre mère et votre père, mais nous possédons chacun 50 à 100 variations. Si ces différences confèrent des avantages, les individus ont tendance à survivre et à se reproduire plus que les autres, ce qui amène la population à évoluer. C’est un processus nécessaire pour qu’une espèce subsiste pendant des millions d’années, et plus le cycle de reproduction est rapide, plus il y aura de générations par unité de temps, plus la diversité génétique sera grande.

Dans son livre “Le Gène égoïste”, Richard Dawkins propose une vision de l’évolution centré sur les gènes. Selon lui, les gènes n’ont qu’un intérêt: celui de perdurer. Si vous êtes une molécule, que feriez-vous pour survivre? Déjà vous devez générer un système de réplication à l’intérieur d’une cellule contenant une machinerie de consommation énergétique, de maintenance et de réparation. Une fois qu’une telle machinerie est fonctionnelle, la molécule replicative devient immortelle tant qu’il y a de l’énergie pour alimenter le système. Par conséquent, les cellules qui contiennent les molécules réplicatives sont des machines à survivre. Dans le langage biologique, les molécules réplicatives sont appelées gènes, et les machines à survivre sont appelées organismes.

Mais si nos gènes ne veulent jamais mourir, pourquoi ne vivons-nous pas éternellement ? 

Le trio de biologistes Jack Haldane, Peter Medawar,et George Williams ont proposé l’idée que nous subissons le vieillissement, car les forces de la sélection naturelle nécessaires pour nous maintenir en bonne santé déclinent rapidement une fois que nous atteignons 40 ans, du fait qu’à ce moment-là, nous avons probablement répliqué nos gènes pour assurer leur survie. Les gènes passent à autre chose. Pas nous. Autrement dit, nous ne sommes que des véhicules pour nos gènes. L’important est d’avoir un organisme robuste jusqu’à ce qu’il se soit reproduit.

L’hypothèse connue sous le nom théorie du corps jetable (ou soma jetable) par Thomas Kirkwood postule que les organismes n’ont qu’une quantité limitée d’énergie qui doit être répartie entre les activités de reproduction et le maintien des aspects non reproductifs de l’organisme. Autrement dit, un individu tend à avoir une durée de vie qui oscille entre se reproduire souvent et mourir jeune, ou se reproduire rarement et maintenir son corps. Ce qui signifie que dans l’histoire de la vie, tout organisme avec une mutation qui l’a amenée à avoir un cycle reproductif rapide et qui a tenté de mourir âgé a rapidement manqué d’énergie. Il a donc été supprimé du bassin génétique.

Cette théorie peut être illustrée par un exemple. Imaginez que vous êtes une souris en proie à de nombreux prédateurs. Vous devrez donc transmettre au plus vite votre matériel génétique, d’où un cycle reproductif rapide allant jusqu’à 10 procréations par an et produisant 6 à 8 progénitures. Les gènes qui auraient fourni un corps plus tenace n’ont pas été sélectionnés, car les ancêtres souris n’ont probablement pas échappé à la prédation pendant longtemps.

Maintenant, considérez plutôt que vous êtes un animal au sommet de la chaîne alimentaire comme une baleine. Pour cette raison, les gènes de vos prédécesseurs ont bénéficié de posséder un corps robuste et durable qui pourrait se reproduire pendant des décennies. Mais en retour, ils ne pouvaient élever qu’un seul petit par an toutes les 4 ou 5 années.

L’hypothèse de Kirkwood explique pourquoi une souris vit 2 ans alors que les baleines vivent 200 ans. Cela éclaircit pourquoi certaines espèces se retrouvent à subsister plus longtemps lorsqu’elles sont isolées pendant plusieurs générations dans un environnement sans prédateurs. C’est le cas du lézard Anolis carolinensis sur des îles japonaises. Les animaux qui n’ont pas ou peu de prédateurs tendent à vivre plus longtemps. Comme les requins, baleines, éléphants ou tortues. Bien qu’il existe des exceptions.

Donc les individus ne vivent pas éternellement parce que la sélection naturelle ne sélectionne pas l’immortalité afin de favoriser la diversité génétique. Et comme toutes les espèces ont des ressources limitées, elles ont évolué pour octroyer l’énergie disponible soit à la reproduction, soit à la longévité, mais pas aux deux. Toutefois, l’immortalité biologique a bien été tentée par l’évolution. Et certains organismes sont sortis gagnants de cette expérience. L’immortalité biologique est un état dans lequel le risque de mortalité au fil du temps est stable, le dissociant ainsi de l’âge chronologique. Diverses espèces unicellulaires et multicellulaires, y compris certains vertébrés, atteignent cet état soit tout au long de leur existence, soit après avoir vécu suffisamment longtemps. Un être vivant biologiquement immortel peut encore succomber à des blessures, maladies ou manques de ressources disponibles. La méduse Turritopsis nutricula, les homards, le rat-taupe, l’hydre, la tortue des Galapagos et le ver planaire, sont des exemples connus d’organismes qui vieillissent différemment. Le biologiste Caleb Finch parle de sénescence négligeable pour décrire des animaux qui n’ont aucun accroissement de la mortalité avec l’âge. Mais la majeure partie de la vie sur Terre possède un organisme qui s’affaiblit avec le temps.

Bien que nous ne soyons pas immortels, certaines de nos cellules le sont. Les cellules germinales sont non seulement biologiquement immortelles, mais elles transmettent également leur matériel génétique à travers la reproduction sexuée. Les cellules souches pluripotentes sont aussi immortelles. Seules nos cellules somatiques sont périssables, mais elles sont majoritaires ce qui fait que nous finissons par vieillir et mourir.

Ainsi, Homo Sapiens est prisonnier de cette condition imposée par l’évolution avec un corps qui commence à se dégrader après l’âge de 30-40 ans, ce qui est environ deux fois le début de la maturité reproductive. Les femelles ont donc 15 à 20 ans en moyenne pour procréer, avant la ménopause. Les mâles n’ont pas cette limite, bien que la qualité de leur sperme se réduise. Cependant, nous ne mourrons pas tous à 50 ans. Même lorsque l’espérance de vie était faible au paléolithique, en raison de famine, violence ou accident, on présume que certains individus pouvaient atteindre 80 ans. D’ailleurs, les orcs, les dauphins globicéphale tropicaux et les humains sont les trois seules espèces connues à vivre après la fin du cycle reproductif. C’est-à-dire que la ménopause arrive environ à la moitié de la vie. Même nos cousins les plus proches génétiquement, les gorilles et chimpanzés, meurent une ou deux ans après la ménopause.

L’hypothèse de la grand-mère a été proposée pour expliquer qu’à mesure que la mère vieillit, les coûts de reproduction augmentent et que l’énergie consacrée à ces activités serait mieux dépensée en aidant sa progéniture dans leurs efforts de reproduction. Cela suggère qu’en redirigeant leur force sur leur descendance, les grands-mères peuvent assurer davantage la survivance de leurs gènes à travers les jeunes générations. Une autre interprétation met en avant l’évolution de la transmission culturelle comme vecteur de survie. À partir du moment où les anciennes générations se sont mises à transmettre leurs connaissances, la survie des individus a augmenté ce qui a favorisé l’espèce. Donc, vivre deux fois plus longtemps que le cycle reproductif apportait un bénéfice.

Mais ayant capitalisé sur son cerveau relativement gros et sur une civilisation florissante pour surmonter nos faiblesses évolutives – physique chétif, sensibilité au froid, odorat médiocre et vision limitée, notre espèce s’est hissée au pic de la chaîne alimentaire contre toute attente. L’abondance de nourriture, de nutriments et d’eau tout en réduisant les décès dus à la prédation, à l’exposition aux maladies infectieuses et à la violence, a repoussé l’espérance de vie imposée par la sélection naturelle.

Peut-être que si on patiente quelques millions d’années d’évolution au sommet de la chaîne alimentaire, notre durée de vie pourrait doubler, la rapprochant de celle de certaines autres espèces au paroxysme de leur forme. Comme des requins qui vivent jusqu’à 400 ans.

Mais nous n’aurons pas à attendre si longtemps, loin de là. Parce que nous œuvrons assidûment à inventer des médicaments et des technologies pour nous donner ce que l’évolution n’a pas réussi à fournir. Nous savons déjà que le vieillissement peut être ralenti, et même inversé. Reste à en faire une médecine efficace. Une médecine anti-vieillissement.

Comment vieillissons nous ?

Connaître pourquoi nous vieillissons n’est pas la même chose que de savoir comment fonctionnent les processus de la sénescence.

Le séquençage du génome humain est l’un des succès scientifiques les plus remarquables de l’humanité. Il a permis de révéler la source de nombreuses maladies ce qui offre des espoirs thérapeutiques. Cependant, contrairement aux oncogènes découverts dans les années 1970 qui nous ont donné une bonne cible pour lutter contre le cancer, nous n’avons pas identifié un gène singulier qui cause le vieillissement. Et nous ne le ferons probablement pas. Dans le corps humain et la plupart des autres êtres vivants, la sénescence est une série de processus interconnectés complexes, progressifs et qui dépend d’innombrables facteurs biologiques. Ce processus naturel peut être amplifié par des facteurs externes tout au long de la vie (pollution, alimentation, tabagisme…). Il conduit à des fonctions altérées et à une vulnérabilité accrue à la mort. La détérioration biologique est la principale source des pathologies majeures telles que le cancer, le diabète, les troubles cardiovasculaires et les maladies neurodégénératives. En vieillissant, nous devenons plus susceptibles de périr, en suivant le modèle de Gompertz-Makeham. Quasi toutes les maladies du vieillissement se synchronisent également à cette courbe. On parle de mortalité intrinsèque pour décrire les maladies liées au vieillissement et mortalité extrinsèque qui proviennent de l’extérieur de l’individu.

On peut comparer cela à une symphonie. Lorsque l’organisme est jeune, tous les instruments jouent en harmonie. Le vieillissement tend à désaccorder les instruments, si bien que la symphonie perd de sa splendeur jusqu’à s’arrêter complètement. On peut également utiliser le terme homéostasie qui désigne la capacité globale d’un système à maintenir tout un ensemble de facteurs clés pour sa survie. Ainsi, le vieillissement peut être considéré comme une perte d’homéostasie.

Lorsque l’on compare plusieurs organismes, la seule différence entre leurs courbes de Gompertz est la rapidité d’arriver à la mort. Ce sera 20 jours pour les vers nématodes, et 110-120 ans pour les humains au maximum. Mais les courbes connaissent la même croissance exponentielle. On peut conclure que le mécanisme semble universel dans le règne animal.

Le vieillissement possède donc deux définitions. Une qui est statistique : l’augmentation exponentielle de la probabilité de souffrir et mourir au fil du temps qui double environ tous les 8 ans. Et l’autre biologique : L’ensemble des processus qui causent la dégradation de l’organisme au fil du temps. 

La recherche a longtemps été marginalisée car c’est un sujet tabou qui peut détruire la carrière ou la crédibilité scientifique. Malgré cela, l’étude du vieillissement a connu une avancée sans précédent au cours des dernières années, en particulier avec la découverte qu’il est contrôlé, au moins dans une certaine mesure, par des processus génétiques et biochimiques ce qui donna naissance à la discipline de la biogérontologie. En 2013, le biochimiste espagnol Carlos Lopez-Otin et son équipe ont publié un article scientifique où ils listent 9 marqueurs du vieillissement, reconnu depuis comme une base de recherche solide.

• Lésions du génome et de l’ADN : Tout au long de la vie, nos cellules se divisent un grand nombre de fois. Au fur et à mesure, des anomalies génétiques peuvent être observées. Elles se produisent principalement lors de la réplication de l’ADN et peuvent affecter des gènes importants, causer des problèmes de transcription génétique, ou provoquer un dysfonctionnement de la cellule.

• Réduction des télomères : Au cours du processus de réplication de l’ADN dans nos cellules, une modification se produit automatiquement: la non-réplication d’une partie de l’extrémité du chromosome, appelé télomère. Cela conduit à un raccourcissement progressif des télomères à chaque division cellulaire.

• Dégradation de l’épigénétique : La génétique concerne les gènes, alors que l’épigénétique touche à l’utilisation de ces gènes. Chaque cellule a une information génétique similaire, mais des rôles différents, en fonction de l’environnement. Un moyen de comprendre le phénomène est de regarder les abeilles: Toutes les larves ont la même information génétique, pourtant l’une peut devenir reine et une autre une ouvrière selon la façon dont elle se nourrit. Plusieurs facteurs peuvent altérer l’épigénétique qui entraîne des maladies tels que cancers, démence ou athérosclérose.

• Mauvais repliement des protéines : Les protéines jouent un rôle majeur dans de nombreux mécanismes cellulaires. Elles sont les composants de base de notre corps et structurent nos cellules. Dans le corps, elles peuvent agir comme des anticorps ou des hormones et véhiculer des messages entre nos cellules. Elles fonctionnent principalement en raison de leur forme qui leur permet d’être identifiés et de remplir leur rôle. Elles doivent donc se plier correctement pour occuper la forme adéquate. Ce processus est appelé le repliement des protéines. Des études ont montré que de nombreuses maladies liées à l’âge, en particulier les maladies neurodégénératives (maladie d’Alzheimer, de Parkinson…) sont dues à l’accumulation de protéines dépliées à l’intérieur de la cellule, entraînant son dysfonctionnement.

• Dysfonctionnement des mitochondries : Les mitochondries sont des constituants de la cellule. Ils maintiennent la respiration cellulaire et la création d’ATP, une source d’énergie vitale pour tous les mécanismes du corps humain. Le stress oxydatif, provoqué par l’oxydation des nombreux éléments de nos cellules (perte d’électrons liée à l’oxygène) altère les mitochondries. Les radicaux libres sont les molécules responsables de l’oxydation et proviennent de l’oxygène contenu dans l’air que nous respirons.

• Mauvaise détection des nutriments : La détection des éléments nutritifs est la capacité d’une cellule à reconnaître et à répondre aux combustibles tels que le glucose. De cette manière, la cellule est consciente de ce qui est disponible et est susceptible de produire uniquement les molécules spécifiques à ce type de nutriment. Cela garantit que le corps absorbe juste la bonne quantité de nutriments. Mais certains événements dérégulent ce processus et les cellules peuvent dans ce cas signaler une plus grande consommation de nourriture, alors que l’organisme n’en a pas vraiment besoin.

• Sénescence des cellules : La sénescence cellulaire se produit lorsque la cellule arrête de se diviser. Le but étant de limiter la multiplication des cellules endommagées. Le système immunitaire se charge ensuite de nettoyer l’organisme de ces cellules sénescentes. Par conséquent, ce mécanisme est bénéfique pendant la jeunesse. Il protège contre la prolifération des cellules cancéreuses par exemple, mais s’appuie sur un système immunitaire efficace pour éliminer les cellules sénescentes. Avec le vieillissement, elles s’accumulent en raison d’un système immunitaire moins fonctionnel.

• Épuisement des cellules souches : Les cellules souches sont des cellules indifférenciées qui peuvent devenir n’importe quelles cellules de l’organisme. Ce sont les premières catégories de cellules lors du stade embryonnaire. Les cellules souches adultes appelées somatiques se trouvent dans des niches, comme celles de la moelle osseuse. Elles existent pour rapidement reconstituer les types de cellules perdues. En vieillissant, nos cellules souches finissent par ne plus se diviser. De plus, nous ne sommes pas en mesure de remplacer les cellules souches qui se sont différenciées ce qui mène avec le temps au dysfonctionnement des organes.

• Signalisation intercellulaire et inflammation : À mesure que nous vieillissons, la signalisation des messages chimiques dans tout le corps a tendance à devenir plus inflammatoire, inhibant le système immunitaire et potentiellement causant un affaiblissement musculaire, une perte osseuse et d’autres effets nocifs.

Étudier et développer des traitements contre l’un ou plusieurs de ces marqueurs est une piste intéressante pour améliorer la façon dont nous vieillissons.