Une équipe internationale de chercheurs a découvert que la clé de la remarquable longévité des chauves-souris et leur capacité à résister au cancer réside dans leur ADN, plus précisément dans la façon dont ils codent les changements génomiques après avoir été exposés à des agents pathogènes présents dans leur environnement.
En comprenant comment les chauves-souris ont évolué pour parvenir à ce que d’autres mammifères n’ont pas réussi à atteindre, il est possible que de nouvelles approches émergent pour traiter les problèmes de santé courants qui affectent l’homme, soulignent les chercheurs.
Pour cette raison, ils examinent si le secret d’une vie longue pourrait se trouver dans les génomes de ces animaux. Cette idée a particulièrement captivé Juan Manuel Vázquez, professeur adjoint à l’Université d’État de Pennsylvanie (États‑Unis) et co-auteur principal de l’étude, lorsqu’il était encore étudiant de troisième cycle à l’Université de Chicago.
Aidé par d’autres étudiants, lorsqu’il est devenu boursier postdoctoral à l’UC Berkeley, il a entrepris un tour du pays à la recherche d’espèces de chauves-souris qui pouvaient apporter des échantillons de tissus et d’ADN à séquencer. Il a mis en place des filets-brumes au-dessus de ruisseaux, d’étangs et de cours d’eau à la nuit tombée afin de capturer, prélever des échantillons et relâcher autant d’espèces de chauves-souris que possible. Il s’est particulièrement intéressé au genre Myotis, qui inclut la chauve-souris à la longévité la plus élevée: la chauve-souris de Brandt (‘Myotis brandtii’). Un spécimen a été bagué en Europe et recapturé après 50 ans.
Dans l’étude publiée dans la revue ‘Nature’, Vázquez et ses collègues présentent la première analyse de huit génomes de Myotis et révèlent une relation étroite entre la longévité des animaux et leur système immunitaire: les chauves-souris qui vivaient plus longtemps présentaient des niveaux plus élevés de gènes qui combattent le cancer.
Les résultats suggèrent qu’un système immunitaire capable de lancer une attaque vigoureuse contre les agents infectieux et le cancer pourrait être fondamental pour une vie longue. L’équilibre entre les gènes impliqués dans le vieillissement et ceux qui participent à la lutte contre les maladies signifie aussi que comprendre l’un aidera les scientifiques à comprendre l’autre.
« Les chauves-souris ont évolué pour vivre longtemps sans tomber malades, ce qui suggère qu’il ne faut pas nécessairement considérer les maladies liées à l’âge et les maladies infectieuses comme des domaines entièrement séparés », souligne Vázquez.
« Nous pouvons étudier ces chauves-souris et tenter de comprendre comment, de la même manière que l’on peut renforcer le système immunitaire pour lutter contre les virus, il serait peut‑être possible de le renforcer pour qu’il ne s’affaiblisse pas avec l’âge — explique-t-il. Ou peut-être les chauves-souris peuvent-elles nous aider à trouver des moyens de combattre les tumeurs afin que notre système immunitaire ne s’affaiblisse pas, ce qui pourrait également nous aider à affronter d’autres tensions de la vie sans épuiser nos défenses ».
Pour l’étude, Vázquez a cultivé des cellules prélevées sur les ailes des chauves-souris par biopsie. Il dispose actuellement de cultures cellulaires provenant de 259 individus représentant 32 espèces. En traitant les cellules de chauves-souris cultivées avec des substances chimiques toxiques, il observe une réaction inhabituelle: chez le chauve-souris la plus longeve de son échantillon, le Myotis lucifugus (petite chauve-souris brune), la toxine n’a pas activé les gènes des protéines réparatrices de l’ADN; au contraire, elle a augmenté l’expression des gènes favorisant la mort cellulaire.
« Nous avons constaté l’effet opposé à celui attendu en traitant les chauves-souris avec une dose létale de ce produit chimique », indique-t-il. « La chauve-souris la plus longue vie d’Amérique du Nord change immédiatement de stratégie pour privilégier l’élimination des cellules endommagées. L’éléphant, autre espèce réputée pour sa longévité et sa résistance au cancer, adopte exactement la même stratégie: si l’on ne peut pas sauver la cellule, on la détruit ».
Cette découverte avertit qu’il est possible d’obtenir des indices sur la longévité en comprenant les différentes manières dont les animaux font face aux maladies, souligne Peter Sudmant, professeur associé de biologie intégrative à Berkeley qui étudie les gènes impliqués dans le vieillissement et la longévité.
« En observant la diversité de la vie et la longévité remarquable de différentes espèces, nous espérons pouvoir mieux comprendre l’interaction entre les dommages à l’ADN et le système immunitaire afin de mener une vie longue et en bonne santé », ajoute Vázquez. « Si l’on observe des espèces longevues comme les éléphants, les baleines et les chauves-souris, on commence à découvrir comment la nature a déjà résolu bon nombre de ces problèmes de santé humaine ».
Le mode de vie des chauves-souris a connu un grand succès depuis leur apparition il y a environ 60 millions d’années. À l’heure actuelle, elles représentent 20 % de toutes les espèces de mammifères, habitent tous les continents à l’exception de l’Antarctique et occupent une vaste gamme de niches écologiques.
Parmi les 1511 espèces connues, environ 139 appartiennent au genre Myotis, célèbre pour l’extrême variabilité de l’espérance de vie de ses membres. Alors que la chauve-souris Myotis de Brandt peut vivre un demi-siècle, le Myotis nigricans, originaire d’Amérique du Sud et centrale, ne vit que sept ans.
Malgré le succès évolutif des chauves-souris, les scientifiques ont été surpris d’apprendre que leurs systèmes immunitaires fonctionnent en continu et de manière hyperactive pour supprimer l’inflammation nocive causée par des infections virales persistantes, sans tomber malades. En conséquence, des chauves-souris en bonne santé peuvent héberger une grande diversité de virus, dont certains, comme celui responsable de la COVID-19, peuvent se transmettre à l’homme.
Certaines équipes de chercheurs ont lié ce système immunitaire robuste des chauves-souris à leur mode de vie extrêmement actif. « Les chauves-souris ont développé une capacité d’adaptation incroyable, une aptitude remarquable à combattre les maladies et une aptitude étonnante à prévenir le cancer », affirme Vázquez. « Cela signifie que, en comprenant comment les chauves-souris ont évolué pour accomplir tout cela que d’autres mammifères n’ont pas fait, nous pourrions trouver des façons totalement nouvelles et inattendues d’aborder les problèmes de santé humaine ».
Vázquez a découvert que chaque fois qu’il identifiait un gène de chauve-souris lié à la longévité, sa collaboratrice Elise Lauterbur, alors à l’Université du Arizona, avait identifié le même gène comme impliqué dans l’interaction des chauves-souris avec les virus.
« Il existe beaucoup plus de coïncidences qu’on n’en attendrait par hasard entre les gènes liés à la longévité et ceux impliqués dans les interactions virales », affirme-t-il.
Autre surprise: les chauves-souris du genre Myotis possèdent une abondance accrue de gènes qui produisent des protéines interagissant avec des virus à ADN, comme celui de l’herpès, qui codent leurs gènes via l’ADN. Ces protéines peuvent soit favoriser l’infection, soit la protéger, par exemple en stimulant l’expression de l’hormone antivirale interferon.
L’incompatibilité apparent entre les chauves-souris et l’homme pourrait être la raison pour laquelle les virus qui passent des chauves-souris à l’homme et qui provoquent des maladies zoonotiques ont causé tant de dégâts ces dernières années.
