Dans chaque goutte de sang se cachent des cellules fondatrices qui, toute la vie durant, fabriquent en série les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Avec l'âge, leur travail se dérègle : l'immunité faiblit, le risque de cancer du sang augmente. Pour voir comment ces cellules se détériorent exactement, les chercheurs ont assemblé un atlas de 186 000 cellules souches sanguines issues de 28 donneurs sains, depuis six semaines après la conception jusqu'à 74 ans. Chaque cellule a raconté son histoire à travers l'ensemble de ses gènes actifs, et de ces récits a émergé un tableau du vieillissement.
Parmi les six programmes moléculaires, deux se sont révélés déterminants : l'inflammation via NF-κB augmente de façon monotone, tandis que l'épissage de l'ARN et le contrôle de qualité des protéines chutent brutalement après la naissance. À partir de 55 gènes issus de ces deux programmes, les chercheurs ont entraîné un modèle d'apprentissage automatique qui prédit l'âge d'une cellule avec une erreur de seulement 3,13 ans et une corrélation de 0,99. Autrement dit, l'activité des gènes permet de dire presque exactement l'âge du donneur, du nourrisson au vieillard.
Ensuite, l'horloge a été appliquée aux cellules de leucémie myéloïde aiguë de 90 patients. Il est apparu que certaines cellules cancéreuses semblent « plus jeunes » que leur âge chronologique : leurs engrenages moléculaires sont comme restés bloqués dans le passé. Ce décalage a été baptisé TAD (transcriptomic age deviation, écart d'âge transcriptomique). Chez les patients à faible TAD, la médiane de survie a été de 8,6 mois, contre 13,1 mois chez ceux dont les cellules correspondaient à leur âge. Autrement dit, les cellules cancéreuses « jeunes » se sont révélées plus agressives et plus résistantes.
Ce travail est le premier à construire une horloge du vieillissement spécifiquement pour les cellules souches sanguines, en couvrant la période prénatale et tout l'âge adulte. On connaissait auparavant des changements liés à l'âge isolés et des horloges pour d'autres types de cellules, mais il n'existait pas d'axe quantitatif pour évaluer l'âge biologique des cellules souches. Désormais, cet axe existe, et il fonctionne déjà comme biomarqueur pour stratifier les patients atteints de leucémie dans les essais cliniques. Les engrenages de l'horloge cellulaire, on peut non seulement les écouter, mais peut-être aussi apprendre à les ajuster.
L'erreur de l'horloge du vieillissement n'était que de 3 ans sur une plage allant de 4 semaines après la conception à 77 ans, ce qui est comparable à la précision de la prédiction de l'âge à partir d'une photo du visage.
L'idée d'une « horloge du vieillissement » fait écho au film « Time Out » (2011), où un compteur de vie est inscrit sur le bras des gens. Ici, l'horloge est cachée à l'intérieur des cellules, et on peut la « régler » en agissant sur les programmes moléculaires.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.