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L’Autophagie : Quand nos cellules se mettent au fitness

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Le fitness favorise l’intégrité physique. On y associe facilement les salles de sports et les cours de crossfit. Qui pourrait croire que nos cellules sont des sportives aguerries. Elles pratiquent le fitness depuis leur naissance par un mécanisme appelé autophagie[1]. Elle reste ainsi en bonne santé et évite de vieillir prématurément. Allons voir de plus près la routine sportive de nos cellules.

 

Les kettlebells de nos cellules

L’autophagie est un mécanisme biologique assez simple. Son but est de maintenir les cellules et les tissus en bon état de fonctionnement en éliminant ce qui ne sert plus.
Divers produits résultent de ce nettoyage tels que des acides aminés ou des acides gras. Ils sont recyclés par la suite pour alimenter le métabolisme cellulaire[2]. Nous pourrions presque dire que nos cellules sont éco-responsables.

Techniquement, des substances contenues dans le cytoplasme de la cellule vont se retrouver enfermées dans 2 catégories de petites vésicules : les autophagosomes et les lysosomes. Ils sont formés d’une membrane, similaire à celle qui entoure la cellule. L’autophagosome[1,2] possède une double membrane tandis que le lysosome n’en a qu’une (figure 1).

Figure 1 : Autophagosomes en microscopie électronique

En pratique, les séquences d’évènements qui génèrent l’autophagie sont encore mal connues car très complexes. Imaginez la quantité d’actions qui doivent être réalisées. Il faut choisir ce qui doit être dégradé et séquestré, il faut créer les autophagosomes, les lysosomes… et tous ces acteurs doivent se déplacer dans la cellule au bon moment et au bon endroit[3]. Certains mécanismes ont été mis en évidence comme la formation des autophagosomes[2,3].

 

Trois séries différentes d’entraînement fitness

L’autophagie est un mécanisme très conservé au cours de l’évolution chez les organismes eucaryotes c’est-à-dire qui ont une cellule avec un noyau renfermant le génome[3]. Elle assume un nombre important de fonctions pour l’organisme.
La plus connue est l’entretien et le nettoyage de la cellule en éliminant les éléments abimés ainsi que les bactéries et les virus. Elle participe également à la différenciation de certains types cellulaires, au processus de reproduction, à la modulation des réponses inflammatoires[2]

On distingue 3 types d’autophagies différentes[2] :

 

  • La micro-autophagie enferme une partie du cytoplasme dans un lysosome par invagination de sa membrane,
  • L’autophagie « dépendante des protéines chaperons » dégrade exclusivement des protéines préalablement marquées par d’autres protéines appelés chaperons,
  • La macro-autophagie est la fusion de l’autophagosome avec un lysosome qui a la capacité de dégrader le matériel séquestré.

La macro-autophagie est l’autophagie la plus importante car elle peut éliminer des macromolécules mais également de plus grosses structures intracellulaires tels que les mitochondries, l’usine à énergie de nos cellules. L’autophagie des mitochondries s’appelle la mitophagie et semble jouer un rôle important dans le vieillissement. Un déséquilibre entre la production et la dégradation des mitochondries chez C.elegans par exemple, module son espérance de vie[4].

 

Un programme anti-vieillissement complet et efficace


Lors du vieillissement ou de certaines maladies comme les maladies neurodégénératives, le diabète ou le cancer, les chercheurs ont observé que l’autophagie était réduite ou dysfonctionnelle[2,4].

 

L’autophagie apparaît comme un élément essentiel pour promouvoir la longévité. Tous les mécanismes découverts et testés en laboratoire qui augmentent l’espérance de vie d’organismes modèles, requièrent, tous, de disposer d’une autophagie fonctionnelle.

La propriété antivieillissement de l’autophagie, vient de sa capacité à dégrader des protéines endommagées et à maintenir la physiologie intra-cellulaire à l’équilibre.

Mais pas seulement.
Jusqu’à très récemment, l’autophagie ne semblait agir que dans le cytoplasme. Or, les études scientifiques ont montré que l’autophagie pouvait également interagir avec l’ADN contenu dans le noyau des cellules, et plus particulièrement avec les composants responsables de la réparation de l’ADN[4].

Les cellules souches de notre organisme ont également besoin de l’autophagie pour conserver leur propriété régénératrice[5]. Sans ce mécanisme, elles ne peuvent plus restaurer les cellules sanguines et musculaires.

De nombreuses études envisagent de restaurer une autophagie fonctionnelle dans les cellules souches lors du vieillissement grâce à des traitements pharmacologiques. Cela permettrait de booster les thérapies par les cellules souches dans la médecine régénérative et anti-âge.

 

Conclusion [4,5]

Augmenter l’autophagie en se nourrissant mieux et en stimulant nos muscles apparaît tout naturellement comme une stratégie anti-âge potentielle.

Il existe par ailleurs certaines molécules actives comme la rapamycine ou le resveratrol pour la stimuler. Cela laisse présager de futures études cliniques prometteuses pour améliorer la santé des personnes âgées et prévenir le développement de maladies liées au vieillissement.

Il faut toutefois être prudent car l’autophagie est un processus de dégradation puissant qui devra être très maitrisé pour une future utilisation chez l’homme.

 

Bibliographie

[1]-Galluzi L et al. Autophagie, bonne santé et longévité. Med Sci 2017 ;33 :246-51

[2]- Dupont N et al. L’autophagie de la physiologie à la pathologie. Feuillets de biologie, mars 2018 ; N°341:27-30

[3]- Morel E. La formation de l’autophagosome – un nouveau défi pour le biologiste. Med Sci 2017 ;33:217-29

[4]- Stead ER et al. Agephagy – Adapting autophagy for health during aging. Front Cell Dev Biol 2019 ;7:308

[5]- Revuelta M and Matheu A. Autophagy in stem cell aging. Aging Cell 2017;16:pp912-915

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