Vieillissement cérébral : 284 donneurs en révèlent les étapes

Une étude menée sur 284 donneurs neurotypiques, du nourrisson à 97 ans, retrace trois phases du vieillissement cellulaire du cortex préfrontal. Pilotée par Mount Sinai au sein d’un ensemble de neuf travaux, elle fournit une référence pour distinguer vieillissement normal et signaux de maladie.

Dans le cortex préfrontal, derrière le front, une chercheuse examine le tissu cérébral d’une personne âgée qui avait une démence. Cette région participe à la planification, à l’évaluation des choix et au maintien d’un numéro de téléphone en mémoire. La chercheuse y repère une activité inhabituelle des cellules immunitaires : est-ce la maladie ou le vieillissement ordinaire ? Sans référence saine pour le même âge, impossible de trancher.

Lire l’activité d’une cellule

Chaque cellule possède le même génome, mais n’en active qu’une partie à un instant donné. Elle en produit alors des copies d’ARN : leur décompte donne une photographie de son activité au moment du prélèvement. Ce relevé ne montre pas directement les protéines ni les circuits que cette activité contribue ensuite à construire.

Les anciennes méthodes mesuraient l’ARN d’un fragment de tissu entier, en mélangeant le signal de toutes ses cellules. Un changement limité aux microglies, les cellules immunitaires du cerveau, pouvait ainsi être masqué par le signal, beaucoup plus important, des neurones. Le séquençage de l’ARN à l’échelle du noyau unique isole ces signaux : les chercheurs extraient le noyau de chaque cellule, qui résiste à la congélation, puis analysent son ARN séparément.

En comparant de nombreuses mesures, les chercheurs classent les cellules en types : neurones, cellules gliales de soutien, cellules immunitaires et cellules des vaisseaux sanguins. Ils peuvent ensuite comparer chaque type entre cerveaux jeunes et âgés. L’identité cellulaire pèse fortement dans les résultats : selon The Transmitter, le type de cellule expliquait 50,5 % de la variation mesurée de l’activité génétique (The Transmitter).

Trois phases, sans âge couperet

Les écarts les plus marqués apparaissent chez les donneurs les plus jeunes. Juan Lerma, neuroscientifique au CSIC, estime dans El Mundo que les profils d’ARN suggèrent une production de cellules gliales, un remodelage des synapses — les connexions entre neurones — et une élimination de cellules par mort programmée (El Mundo). Ce sont des interprétations des gènes activés, pas des processus observés directement.

L’étude porte sur 284 donneurs neurotypiques, du nourrisson à 97 ans. Elle montre que les proportions de la plupart des sous-types de neurones et de cellules gliales se stabilisent vers 24 ans, à quelques exceptions près (Nature). La Vanguardia en a tiré un titre affirmant que le cerveau humain ne finirait de mûrir qu’à 24 ans (La Vanguardia). La conclusion de l’étude est plus limitée : elle compare des personnes différentes, décédées à des âges différents, et décrit une tendance de population dans une seule région du cerveau. Elle ne fixe pas un âge précis pour chaque individu et ne dit pas que l’apprentissage s’arrête.

À partir de 60 ou 65 ans environ, les différences réapparaissent, surtout dans les cellules gliales et immunitaires, plutôt que dans l’ensemble du cortex (The Transmitter). Des médias espagnols ont rapproché l’activité génétique du début de vie de gènes associés à la schizophrénie et au trouble bipolaire, et l’activité gliale plus tardive de gènes liés à la maladie d’Alzheimer (El Imparcial). Ce rapprochement porte sur la chronologie des gènes et des étapes de la vie ; il ne montre pas que ces profils provoquent ces maladies.

Distinguer vieillissement et maladie

Cette carte du vieillissement prend tout son intérêt lorsqu’on la rapproche de l’atlas complémentaire publié dans la même série. Celui-ci analyse plus de 6,3 millions de noyaux cellulaires provenant de 1 494 donneurs, dont certains étaient atteints de la maladie d’Alzheimer, de la maladie de Parkinson, de schizophrénie ou de trouble bipolaire (Nature). Le nombre de noyaux ne correspond pas au nombre de personnes, et les courbes liées à l’âge reposent uniquement sur les donneurs sains. L’atlas fait état de programmes d’activité communs à plusieurs troubles, et d’autres propres à un seul.

Revenons à la chercheuse qui examine l’échantillon d’une personne atteinte de démence. Elle peut comparer l’activité des cellules immunitaires à celle qu’on observe habituellement dans des cerveaux sains du même âge. Si les deux profils concordent, le signal relève probablement du vieillissement ordinaire ; s’il s’en écarte, il devient une piste à approfondir.

Ce travail fournit un référentiel pour distinguer, dans cette région du cortex, les signaux associés à la maladie de ceux du vieillissement normal. C’est un outil de recherche, pas un test diagnostique ni un traitement. Des expériences en laboratoire et des études cliniques devront déterminer si les signaux repérés contribuent réellement aux symptômes.