L'impact du vieillissement sur la fertilité est un concept bien connu, mais les chercheurs s'efforcent d'établir que la santé reproductive influence le vieillissement. Des recherches menées sur un nématode minuscule appelé C. elegans ont montré que la perturbation du processus de méiose dans les cellules reproductrices entraînait un déclin visible de la santé des vers et accélérait l'activation du gène du vieillissement. Ce phénomène est très similaire à celui observé chez l'humain, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Pittsburgh et de l'UPMC et publiée dans la revue Ageing Cell. Cette étude a révélé des résultats prometteurs, apportant la première preuve directe qu'une atteinte à la santé des cellules reproductrices conduit à un vieillissement prématuré et à une diminution de l'espérance de vie en bonne santé. Ces découvertes impliquent que l'état du système reproducteur est crucial non seulement pour la reproduction, mais aussi pour la santé globale, ce qui est fondamental.

 

Qu'est-ce que la méiose ?

 

La méiose est un mode de division cellulaire qui divise les chromosomes de la cellule mère en deux pour produire quatre gamètes. Il s'agit de la première étape de la reproduction sexuée, aboutissant à la formation d'un ovule et d'un spermatozoïde. Lors de la fécondation, l'ovule et le spermatozoïde fusionnent, donnant naissance à une cellule unique possédant un jeu complet de chromosomes, la moitié provenant du mâle et l'autre moitié de la femelle.

 

Chaque cellule mère est diploïde, c'est-à-dire qu'elle contient une paire de chaque chromosome. Lors de la méiose, chaque cellule mère subit initialement une réplication de son ADN, suivie de deux divisions nucléaires, donnant naissance à quatre cellules filles haploïdes, c'est-à-dire qu'elles ne contiennent que la moitié des chromosomes de la cellule mère. Après la division cellulaire dans la cellule mère, la méiose se divise en deux phases : la méiose I et la méiose II, cette dernière comportant plusieurs sous-phases. La méiose I est spécifique aux cellules germinales et diffère de la mitose, une division cellulaire qui produit des répliques de la cellule mère, tandis que la méiose II est similaire.

 

Méiose I

 

Il s'agit de la première division méiotique, qui débute par la prophase I. Durant cette phase, le complexe d'ADN et de protéines appelé chromatine se condense pour former les chromosomes. Les chromatides sœurs (paires de chromosomes répliqués) s'unissent au niveau d'un point central appelé centromère. Le fuseau méiotique, une structure qui se fixe aux chromatides sœurs, est initié par de longs filaments protéiques appelés microtubules, situés aux pôles de la cellule. Entre la prophase I et la métaphase I, les paires de chromosomes homologues s'organisent en tétrades. Le crossing-over, ou recombinaison, se produit au sein de chaque tétrade : deux bras de chromatides peuvent se chevaucher et fusionner. La recombinaison est un processus qui conduit à la production de nouvelles combinaisons de gènes. La phase suivante est la métaphase I, durant laquelle les paires de chromosomes homologues s'alignent sur la plaque équatoriale. Enfin, lors de l'anaphase I, les fibres du fuseau méiotique, attachées aux paires de chromosomes homologues, les séparent et les dirigent vers les pôles opposés en se condensant. Au cours de la dernière phase, la télophase I, les chromosomes sont enfermés dans les noyaux tandis que la cellule subit une division du cytoplasme appelée cytocinèse de la cellule d'origine et forme deux cellules filles haploïdes. 

 

Méiose II

 

La méiose II est en réalité une division mitotique de chaque cellule fille issue de la méiose I. Les phases de la prophase II, de la métaphase II, de l'anaphase II et de la télophase II sont similaires à celles de la méiose I. La seule différence réside dans l'absence de recombinaison lors de la métaphase II. Après la méiose II, quatre cellules filles haploïdes se développent, donnant naissance soit à des spermatozoïdes, soit à des ovules.

 

Effets de la santé reproductive sur le vieillissement :

 

Les études sur le vieillissement ont été réalisées sur de minuscules vers nématodes appelés Caenorhabditis elegans, car leur durée de vie est courte (3 semaines) et ils possèdent de nombreuses voies génétiques similaires à celles des humains, ce qui en fait un système idéal. 

 

Les chercheurs ont observé la méiose, un type de division cellulaire présent chez tous les organismes supérieurs et aboutissant à la production de spermatozoïdes ou d'ovules. Leurs résultats ont montré que les animaux porteurs de mutations dans les gènes de la méiose avaient une durée de vie plus courte que les animaux témoins. Ces mutations ont également entraîné une aggravation de leur état de santé général, notamment une perte de mobilité prématurée, des troubles de la fonction musculaire et un déclin de la mémoire. Elles ont aussi révélé des signes de perturbation de l'homéostasie protéique, l'une des principales causes de maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer.

 

L'équipe de chercheurs a ensuite observé les modifications de l'expression génique chez C. elegans. Au premier jour de l'âge adulte, les mutants présentant des anomalies de la méiose exprimaient des gènes très similaires à ceux exprimés par les vers normaux jusqu'au dixième jour. En années humaines, cela correspondrait à un jeune de 20 ans présentant des fonctions physiologiques et une signature génétique d'une personne de 70 ans.

 

De nombreuses voies génétiques sont similaires chez C. elegans et chez l'humain. C'est pourquoi les scientifiques ont cherché à déterminer si les gènes du vieillissement liés aux mutations protéiques de la méiose sont identiques chez l'humain. Ils ont constaté qu'ils le sont effectivement, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour la découverte de systèmes humains plus complexes et la compréhension de l'influence de la santé reproductive sur le vieillissement.