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Les télomères sont les « bouchons » qui protègent les extrémités des brins d’ADN contre la destruction par une cellule. Ils sont constitués de zones de séquences d’ADN répétées combinées à des protéines spécifiques aux extrémités des chromosomes – les structures étroitement enroulées d’ADN et de protéines à l’intérieur des cellules. Les télomères jouent un rôle dans la vitesse à laquelle les cellules vieillissent, bien que la manière exacte ne soit pas totalement claire.
Les organismes sans chromosomes circulaires, y compris les humains, les autres animaux, les plantes et même les protistes unicellulaires, ont des télomères. Les télomères agissent comme des barrières, empêchant l’ADN d’être dégradé et corrompu.
Si nos cellules n’avaient pas de télomères, la machinerie cellulaire « mâcherait les extrémités des chromosomes et les gènes essentiels », a déclaré Jean Karlseder (s’ouvre dans un nouvel onglet), professeur au Salk Institute for Biological Studies en Californie et directeur du Glenn Center for Biology of Aging Research au Salk Institute. La cellule pourrait également attacher l’extrémité d’un chromosome à l’extrémité d’un autre, ce qui, selon lui, serait « un événement désastreux » pour une cellule.
« Étant donné que nos chromosomes sont des morceaux d’ADN linéaires, une structure appelée télomère a évolué qui protège les extrémités naturelles des chromosomes d’être reconnues comme des dommages à l’ADN », a déclaré Karlseder à Live Science.
Chaque fois qu’une cellule se divise, une partie de la séquence répétitive dans un télomère est perdue. Lorsque les télomères deviennent trop courts pour fonctionner efficacement, une cellule meurt ou cesse de se diviser. Ainsi, comme la plupart des cellules ne peuvent pas régénérer leurs télomères, ils deviennent plus courts à mesure que les gens vieillissent. La vitesse à laquelle les télomères raccourcissent a également été associée aux taux de vieillissement.
Jan Karlseder a obtenu son doctorat à l’Institut de biologie moléculaire en Autriche et a effectué des post-doctorats au Centre de génétique appliquée (Autriche) et à l’Université Rockefeller. Il est actuellement professeur au Laboratoire de biologie moléculaire et cellulaire du Salk Institute for Biological Studies et titulaire de la chaire Donald et Darlene Shiley.
Quelle est la fonction des télomères ?
Chez l’homme et tous les vertébrés, les télomères répètent les séquences nucléotidiques TTAGGG – deux molécules de thymine, une d’adénine et trois de guanine. Les nucléotides sont les molécules qui composent la séquence d’ADN. Chez l’homme, cette séquence peut se répéter jusqu’à environ 3 000 fois, mais le nombre de répétitions varie selon les espèces. À l’extrémité d’un télomère, il y a une sorte de « nœud » appelé boucle en T, qui est maintenu par une structure protéique spécifique appelée complexe shelterine. La boucle en T et l’abristine rendent plus difficile pour la cellule la destruction de l’ADN à l’extrémité d’un chromosome, tandis que les séquences répétées fournissent des couches de code génétique que la cellule peut détruire sans interférer avec l’ADN dont elle a besoin pour fonctionner.
Dans la plupart des cellules, les télomères raccourcissent avec le temps à mesure que la cellule détruit une plus grande partie de son code génétique. Cependant, certaines cellules, telles que les cellules souches, qui génèrent les nombreux types de cellules spécialisées du corps, et les cellules germinales, qui forment les ovules et les spermatozoïdes, peuvent utiliser une enzyme appelée télomérase pour régénérer leurs télomères. Certaines recherches indiquent qu’il pourrait y avoir des moyens d’augmenter légèrement la longueur des télomères dans d’autres types de cellules.
Télomères et vieillissement
La plupart des cellules ne peuvent pas régénérer leurs télomères, ce qui les raccourcit au cours de la durée de vie d’une cellule et d’un organisme. « Le raccourcissement des télomères fixe vraiment une durée de vie à nos cellules en limitant le nombre de doublements de population ou de prolifération que les cellules peuvent subir », a déclaré Karlseder.
Depuis biologiste L’œuvre lauréate du prix Nobel d’Elizabeth Blackburn (s’ouvre dans un nouvel onglet) découvrant la nature des télomères et l’existence de l’enzyme télomérase, de nombreuses études ont soutenu un lien entre l’âge biologique, la longueur des télomères, la santé globale et la mortalité.
Une étude de 2003 dans la revue Le Lancet (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont constaté que dans un échantillon de personnes apparemment en bonne santé de plus de 60 ans que les chercheurs ont suivies au fil du temps, les personnes ayant des télomères plus courts avaient des taux de mortalité plus élevés dus aux maladies cardiaques et aux maladies infectieuses. En 2013, le première étude (s’ouvre dans un nouvel onglet) du genre ont découvert que les changements de style de vie dans l’exercice, l’alimentation, la gestion du stress et le soutien social étaient associés à une augmentation de la longueur des télomères chez un petit groupe d’hommes atteints d’un cancer de la prostate à faible risque. À Bilan 2022 (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont constaté qu’une activité physique modérée à vigoureuse régulière semblait aider à préserver la longueur des télomères. Le taux de raccourcissement des télomères a été lié à la durée de vie dans une variété d’organismes. Une étude de 2019 dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont constaté que même si une mesure générale de la longueur des télomères d’un organisme n’avait aucune corrélation avec la durée de vie, plus les télomères d’un organisme diminuaient rapidement en longueur, plus leur durée de vie était courte.
« Les causes exactes du vieillissement ne sont toujours pas comprises, et on ne sait pas pourquoi certaines espèces vivent moins de 1 [day]tandis que d’autres peuvent vivre plus de 400 [years] », lit l’ouverture frappante de l’étude. Les télomères pourraient aider à faire la lumière sur ce mystère de longue date.
Une étude de 2021 dans la revue GeroScience (s’ouvre dans un nouvel onglet) postule que les conséquences de la longueur des télomères pourraient avoir un impact sur l’âge d’une personne. Les chercheurs ont examiné les résultats de l’enquête auprès de plus de 400 000 participants à la UK Biobank, une grande base de données d’informations sur la santé des personnes vivant au Royaume-Uni. Ils ont constaté que les personnes qui avaient des prédicteurs génétiques d’une longueur de télomères plus longue étaient plus susceptibles de dire que les gens avaient tendance à penser qu’ils avaient l’air plus jeunes que leur âge.
Télomères et cancer
L’un des principaux liens entre les télomères et la santé est le risque de cancer. Lorsque les télomères deviennent très courts, l’ADN copié pendant la division cellulaire est plus susceptible d’être corrompu, ce qui peut augmenter le risque de cancer.
Une autre façon dont un dysfonctionnement des télomères pourrait conduire au cancer est si l’enzyme télomérase devient active dans des cellules où elle ne devrait pas l’être.
« Presque toutes les cellules cancéreuses ont trouvé des mécanismes pour maintenir les télomères et surmonter la voie de raccourcissement des télomères », a déclaré Karlseder. « Et c’est ce qui maintient les cellules cancéreuses immortelles. »
Le corps essaie de contrecarrer le cancer en empêchant les cellules aux télomères trop courts de se diviser, ce qu’on appelle la sénescence.
Karlseder, avec une équipe de chercheurs de l’Institut Salk, a réalisé une étude, publiée en 2023 dans la revue Nature (s’ouvre dans un nouvel onglet), montrant comment les télomères peuvent déclencher la mort cellulaire : ils communiquent avec les mitochondries d’une cellule, son fournisseur d’énergie, pour provoquer une inflammation mortelle pendant la crise, l’initiation de la mort cellulaire programmée en réponse à des télomères extrêmement courts. Le processus met en lumière la façon dont les télomères aident à empêcher les cellules de devenir cancéreuses.
Pensée quelques recherches (s’ouvre dans un nouvel onglet) suggère que la protection, voire la régénération, des télomères pourrait prolonger la durée de vie, Karlseder a déclaré que le risque de provoquer un cancer rend cela risqué.
« Je mettrais beaucoup en garde contre les approches qui allongent simplement les télomères », a-t-il déclaré. « Nous savons que cela conduira au cancer, et pas nécessairement à une longue durée de vie. »
Plutôt que d’essayer de prolonger la durée de vie et d’inverser le vieillissement, a-t-il déclaré, les chercheurs devraient se concentrer davantage sur l’extension de la « durée de vie » – le temps qu’ils passent en bonne santé.
L’un des objectifs du processus de vieillissement « est vraiment de prévenir l’apparition du cancer », a déclaré Karlseder. « Nous devrions accueillir le vieillissement en tant que mécanisme de suppression du cancer ».
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