Des chercheurs de l’École Leonard Davis de Gérontologie de l’Université du Sud de la Californie (USC, aux États‑Unis) ont élucidé le fonctionnement de certains des horloges épigénétiques les plus utilisées pour estimer l’âge biologique d’une personne, dévoilant les différences entre elles, des découvertes qui leur ont permis de développer de nouveaux outils plus précis.
Les personnes vieillissent à des vitesses biologiques différentes, de sorte que quelqu’un âgé de 70 ans peut jouir d’une santé de celle d’une personne bien plus jeune, tandis qu’une autre personne de 70 ans peut être bien plus fragile que ses pairs du même âge. Cette disparité est appelée âge chronologique et âge biologique.
Les horloges épigénétiques sont des tests de laboratoire qui permettent d’estimer l’âge biologique en étudiant le vieillissement biologique, c’est‑à‑dire comment la fonction cellulaire du corps évolue à un rythme plus rapide ou plus lent que prévu. Pour cela, ils analysent un processus chimique appelé méthylation de l’ADN, qui n’altère pas le code génétique en soi, mais affecte l’activation ou la désactivation de certains gènes.
Ces modifications chimiques sur l’ADN constituent collectivement l’épigénome et leur étude permet de prédire des problèmes de santé et même le risque de mortalité avec une précision supérieure à celle de l’âge chronologique seul. Cependant, les mécanismes biologiques qui sous‑tendent chacune de ces mesures restent largement inconnus jusqu’à présent.
L’étude dirigée depuis l’USC, publiée dans « npj Aging », met en lumière la variabilité des mesures des horloges épigénétiques Horvath, Hannum, PhenoAge, GrimAge et DunedinPACE. Pour ce faire, les chercheurs ont analysé des échantillons sanguins de 3 227 participants à l’Étude Santé et Retraite (Health and Retirement Study) aux États‑Unis.
Plus précisément, ils ont comparé les motifs de méthylation de l’ADN avec l’expression génétique et ont analysé des mesures épigénétiques et transcriptomiques combinées afin de comparer l’expression des gènes et d’identifier les voies biologiques mises en évidence par chacun des cinq horloges épigénétiques.
DIFFÉRENCES IDENTIFIÉES
Ainsi, ils ont découvert que chaque horloge épigénétique était associée à des processus biologiques différents, allant de l’équilibre énergétique et de la croissance cellulaire à l’activation des cellules immunitaires et à la signalisation inflammatoire.
Bien que les horloges privilégiaient des voies biologiques distinctes, elles partageaient plusieurs objectifs communs, notamment des changements dans le système immunitaire, le métabolisme et la communication cellulaire, caractéristiques bien connues du vieillissement.
« Nous avons découvert que différentes horloges capturent différents aspects de la biologie du vieillissement et avons développé de nouvelles mesures transcriptomiques du vieillissement qui complètent les horloges existantes et, dans certains cas, prédisent mieux les maladies et la mortalité liées à l’âge », a détaillé le professeur associé de recherche en gérontologie à l’École Leonard Davis de l’USC, T. Em Arpawong, auteur principal de l’étude.
Ces nouveaux outils identifiés par T. Em Arpawong ont été nommés scores génétiques de vieillissement transcriptomique (TAGS, pour Transcriptomic Aging Genetic Scores en anglais) et ont permis de prédire des résultats de santé tels que la fragilité, la vitesse de marche, les maladies cardiaques, le diabète, les maladies pulmonaires et le décès avec une précision supérieure à celle des horloges épigénétiques examinées seules.
IMPLICATIONS
Les auteurs expliquent que ces découvertes pourraient aider les chercheurs à choisir l’horloge biologique la plus adaptée à différentes études. Par exemple, une horloge pourrait être meilleure pour étudier des traitements ciblant le système immunitaire, tandis qu’une autre pourrait être plus appropriée pour tester des thérapies qui améliorent le métabolisme ou ralentissent le déclin de la résistance physiologique.
Ce travail aide également à expliquer la biologie sous‑jacente aux horloges épigénétiques, des outils de plus en plus courants dans la recherche sur le vieillissement. L’auteure principale Eileen Crimmins a déclaré que, en reliant les changements de méthylation de l’ADN à l’activité d’expression génétique, l’étude a encore éclairci le fonctionnement des horloges épigénétiques, rapprochant les chercheurs d’une utilisation plus efficace de ces mesures pour mieux prédire les maladies, surveiller le vieillissement en bonne santé et, un jour peut‑être, orienter les soins médicaux.
« En découvrant les programmes moléculaires qui sous‑tendent ces biomarqueurs, nos résultats améliorent leur interprétabilité et aident à orienter leur utilisation en gérontologie, en épidémiologie et dans les futures applications cliniques », a‑t‑elle souligné.
