Imaginez une vieille maison où chaque pièce vieillit à sa façon : ici le papier peint a pâli, là les lames du plancher grincent, ailleurs tout semble neuf. Le cerveau vieillit un peu de la même manière : les différents types de cellules accumulent les changements à des rythmes différents, et jusqu'à récemment nous n'avions aucun outil pour jeter un œil dans chaque « pièce » et mesurer son âge séparément.
Dans ce nouveau travail, les chercheurs ont utilisé le plus grand jeu de données à ce jour sur l'ouverture de la chromatine dans les cellules du cerveau humain : 1,5 million de cellules issues du cortex préfrontal de 357 donneurs âgés de 15 à 100 ans. La chromatine, c'est l'ADN empaqueté avec des protéines, et les régions d'ADN ouvertes ou fermées influencent le fonctionnement des gènes. Les chercheurs ont entraîné des modèles à prédire l'âge séparément pour chaque type de cellule, comme les neurones excitateurs et inhibiteurs, les astrocytes, la microglie, les oligodendrocytes et leurs précurseurs.
Le plus surprenant : l'horloge, entraînée sur les cellules du cortex préfrontal humain, a su prédire l'âge dans d'autres régions du cerveau, mais aussi chez la souris et même chez le poisson-zèbre. Il a fallu pour cela aligner les coordonnées génomiques entre les espèces, mais ensuite les modèles ont fonctionné sans réentraînement. Mieux encore, l'horloge a détecté un ralentissement du vieillissement chez les souris présentant une surexpression du gène SIRT6, et un vieillissement accéléré dans les maladies d'Alzheimer et de Parkinson, en particulier dans la microglie, les cellules du système immunitaire du cerveau.
Nous disposons donc désormais d'un outil qui ne se contente pas de prédire l'âge : il montre aussi quels éléments régulateurs de l'ADN contribuent au vieillissement de chaque type de cellule. C'est comme si, dans la vieille maison, non seulement nous voyions que le plancher grince dans une pièce, mais que nous trouvions aussi quelle lame précise s'est descellée. Cette approche ouvre la voie à l'évaluation des interventions anti-âge et à la compréhension de ce qui fait que certaines cellules vieillissent plus vite que d'autres.
L'horloge, entraînée sur des cellules du cortex préfrontal humain, a pu prédire l'âge dans la rétine du poisson-zèbre, un animal dont le dernier ancêtre commun avec l'homme vivait il y a plus de 400 millions d'années.
L'idée d'une « horloge du vieillissement » que l'on peut remonter fait écho au roman d'Oscar Wilde « Le Portrait de Dorian Gray », où le vieillissement est transféré à une image, ainsi qu'au film « Paradoxe Cloverfield », où l'accélération du vieillissement sert de ressort dramatique.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.