Les scientifiques ont découvert des changements biologiques clés liés à l'âge dans la quarantaine et la soixantaine.

Dans une étude récente publiée dans Nature Aging, des chercheurs de Singapour et des États-Unis ont réalisé un profilage longitudinal complet d'une cohorte (n = 108) en utilisant des techniques multi-omiques de pointe pour identifier la dynamique non linéaire du vieillissement humain. La cohorte étudiée comprenait des résidents californiens âgés de 25 à 75 ans, suivis pendant une durée maximale de 6,8 ans (médiane de 1,7 an).

L'étude a révélé que seulement 6,6 % des marqueurs moléculaires présentaient des changements linéaires avec l'âge, tandis qu'une proportion significative – 81 % – présentait des schémas non linéaires, soulignant la complexité du processus de vieillissement. L'analyse des marqueurs moléculaires a révélé que le vieillissement humain n'est pas un processus linéaire, avec des perturbations importantes de certaines voies biologiques observées entre 44 et 60 ans, telles que le métabolisme de l'alcool et des lipides à 40 ans et le métabolisme des glucides et la régulation immunitaire à 60 ans. Ces résultats apportent un éclairage sans précédent sur les voies biologiques et moléculaires associées au vieillissement humain et représentent une avancée significative dans l'identification des interventions thérapeutiques contre les maladies chroniques liées à l'âge.

Le vieillissement est défini comme le déclin des fonctions physiologiques associé à l’âge, qui est associé au risque et au développement de maladies chroniques telles que le diabète, la neurodégénérescence, le cancer et les maladies cardiovasculaires.

Des études récentes utilisant des technologies omiques à haut débit basées sur des systèmes modernes montrent que, contrairement aux idées reçues, le vieillissement n'est pas un processus linéaire. L'étude a utilisé la transcriptomique, la protéomique, la métabolomique et l'analyse du microbiome pour explorer la complexité du vieillissement à l'échelle moléculaire. Certains seuils d'âge peuvent constituer des moments clés correspondant à des changements non linéaires significatifs du métabolisme et des profils moléculaires. Par exemple, les maladies neurodégénératives et les maladies cardiovasculaires présentent des pics de prévalence significatifs dans la population autour de 40 et 60 ans.

Malgré ces connaissances relativement récentes, la littérature s'est jusqu'à présent concentrée sur la biologie du vieillissement, partant du principe que celui-ci est un processus linéaire. Cette approche a peut-être occulté les connaissances mécanistes nécessaires au développement d'interventions thérapeutiques contre les maladies liées à l'âge, entravant ainsi la prolongation de la vie et la santé des personnes âgées.

L'objectif de cette étude était de combler cette lacune dans la littérature en utilisant une batterie de méthodes de profilage multi-omique approfondies afin d'examiner les modifications spécifiques des voies biologiques et moléculaires associées à différentes tranches d'âge d'adultes. L'étude a été menée auprès d'une cohorte de volontaires adultes sains de Californie, aux États-Unis, âgés de 25 à 75 ans. Les participants étaient admissibles à l'étude sans antécédents cliniques de maladies chroniques telles qu'anémie, maladie cardiovasculaire, cancer, troubles psychiatriques ou chirurgie bariatrique.

Lors de la collecte des données initiales, un test de suppression d'insuline modifié, une glycémie à jeun et un test d'hémoglobine A1C (HbA1C) ont été réalisés afin de déterminer la résistance à l'insuline, le diabète et la glycémie moyenne des participants. De plus, l'indice de masse corporelle (IMC) des participants a été enregistré à l'entrée dans l'étude et lors du suivi.

L'étude a porté sur 108 participants (51,9 % de femmes) âgés de 25 à 75 ans (médiane de 55,7 ans). Les participants ont fourni des échantillons pour les données multi-omiques tous les 3 à 6 mois (le suivi médian était de 1,7 an, maximum de 6,8 ans). Cette analyse longitudinale rigoureuse a permis aux chercheurs de saisir les changements moléculaires linéaires et non linéaires associés au vieillissement. Les résultats multi-omiques ont souligné l'importance des approches non linéaires pour caractériser le vieillissement biologique, montrant que parmi les molécules examinées, seulement 6,6 % présentaient des changements linéaires associés à l'âge, tandis que 81 % présentaient des schémas non linéaires.

Ces schémas moléculaires étaient remarquablement cohérents dans les sept études multi-omiques, suggérant de profondes implications biologiques. Une approche de regroupement de trajectoires, utilisée pour regrouper les molécules selon leur similarité temporelle, a révélé la présence de trois groupes distincts (groupes 5, 2 et 4).

Le premier groupe comprenait un module transcriptomique lié à l'ARNm et à l'autophagie, qui a montré une forte augmentation vers 60 ans. Cette voie maintient l'homéostasie cellulaire et démontre un risque accru de maladies liées au vieillissement. Le deuxième groupe comprenait la voie du métabolisme de la phénylalanine, couvrant les taux de glucose sérique/plasmatique et d'azote uréique sanguin, qui augmentent significativement vers 60 ans, indiquant un déclin de la fonction rénale et un risque accru de maladie cardiovasculaire. Le troisième groupe comprenait les voies liées au métabolisme de la caféine et à la biosynthèse des acides gras insaturés, qui sont importantes pour la santé cardiovasculaire.

Afin de mieux comprendre les pics de dérégulation du microbiome et des molécules au cours du vieillissement, les chercheurs ont utilisé un algorithme modifié d'analyse par fenêtre glissante d'expression différentielle (DE-SWAN). Les résultats de l'analyse mettent en évidence la présence de deux pics distincts (crêtes) correspondant à des âges d'environ 40 et 60 ans, ce qui était cohérent pour tous les profils multi-omiques (notamment protéomiques). Les modules du premier pic étaient étroitement associés au métabolisme de l'alcool et des lipides, tandis que les modules du second pic étaient associés aux troubles du système immunitaire, à la fonction rénale et au métabolisme des glucides.

La présente étude met en évidence le caractère hautement non linéaire des processus biologiques et moléculaires associés au vieillissement humain, tel que démontré par sept études multi-omiques différentes. L'étude est remarquable en ce qu'elle identifie des schémas spécifiques du processus de vieillissement qui augmentent fortement entre 40 et 60 ans, correspondant à une dysrégulation biologiquement significative du métabolisme de l'alcool et des lipides (à 40 ans) et à un dysfonctionnement immunitaire, de la fonction rénale et du métabolisme des glucides (à 60 ans).

Ces données et cette approche multi-omiques riches permettent une compréhension plus approfondie des processus complexes du vieillissement, ce qui, selon nous, enrichit la recherche existante. Cependant, des études complémentaires sont nécessaires pour valider et approfondir ces résultats, peut-être en utilisant des cohortes plus larges pour appréhender toute la complexité du vieillissement.