Une cellule en cours de division. ©iStockphoto/Pete Draper Dans un petit laboratoire de Philadelphie, Penn., en 1965, un jeune biologiste curieux a mené une expérience qui allait révolutionner notre façon de penser le vieillissement et la mort. Le scientifique qui a mené cette expérience, Dr Leonard Hayflick, prêtera plus tard son nom au phénomène qu'il découvrit, la limite Hayflick .
Le Dr Hayflick a remarqué que les cellules cultivées en culture se reproduisent en se divisant. Ils produisent des fac-similés d'eux-mêmes (par un procédé connu sous le nom de mitose ) un nombre fini de fois avant que le processus ne s'arrête définitivement et que la cellule meure. En outre, les cellules congelées au cours de leur vie et retournées plus tard à un état actif avaient une sorte de mémoire cellulaire :les cellules congelées reprenaient là où elles s'étaient arrêtées. En d'autres termes, interrompre la durée de vie des cellules n'a rien fait pour l'allonger.
Hayflick a découvert que les cellules passent par trois phases. La première est rapide, division cellulaire saine. Dans la deuxième phase, la mitose ralentit. Dans la troisième étape, sénescence , les cellules cessent de se diviser complètement. Ils restent en vie pendant un certain temps après avoir cessé de se diviser, mais quelque temps après la fin de la division cellulaire, les cellules font une chose particulièrement dérangeante :essentiellement, ils se suicident. Une fois qu'une cellule atteint la fin de sa durée de vie, il subit une mort cellulaire programmée appelée apoptose .
Lorsqu'une nouvelle cellule naît d'une plus ancienne par division cellulaire, il commence sa propre durée de vie. Cette durée semble être régie par l'ADN, situé dans le noyau d'une cellule. Un étudiant de Hayflick a découvert plus tard que lorsqu'il a retiré le noyau d'une vieille cellule et l'a remplacé par le noyau d'une jeune cellule, l'ancienne cellule a pris une nouvelle vie. La durée de vie de l'ancienne cellule a pris celle d'une jeune cellule. Comme toute autre cellule (à l'exception des cellules souches), il s'est divisé le plus rapidement au début de sa vie, finalement ralentir la division cellulaire en vieillissant, avant de s'arrêter complètement et de subir l'apoptose.
Les implications de la limite Hayflick sont stupéfiantes :les organismes ont un horloge moléculaire cela diminue inexorablement depuis le moment où nous sommes nés. Nous approfondirons cette idée à la page suivante.
Lorsque le Dr Leonard Hayflick a réalisé ses expériences en utilisant des cellules humaines cultivées en culture, il a réussi à tirer le rideau sur un processus ancien qui empêche essentiellement l'immortalité. Le processus de mort cellulaire existe dans notre code génétique. Le noyau d'un cellule diploïde (une cellule avec deux ensembles de chromosomes) est composée d'informations ADN fournies par chacun des parents d'un organisme. Puisque la clé de la limite de Hayflick se trouve dans le noyau de la cellule, nous sommes fondamentalement programmés pour mourir. Pourquoi est-ce?
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles une cellule doit être programmée pour mourir après un certain point. Dans les stades de développement, par exemple, les fœtus humains ont des tissus qui créent une sangle entre nos doigts. Alors que nous gestons, ce tissu subit une apoptose qui permet finalement à nos doigts de se former. La menstruation - le processus mensuel de perte de la muqueuse de l'utérus - est également réalisée par apoptose. La mort cellulaire programmée combat également le cancer (défini comme une croissance cellulaire incontrôlée); une cellule qui devient cancéreuse a encore une durée de vie comme n'importe quelle autre cellule et finira par mourir. Les médicaments utilisés en chimiothérapie sont destinés à accélérer ce processus en déclenchant l'apoptose des cellules cancéreuses.
L'apoptose est le résultat de plusieurs signaux provenant à la fois de l'intérieur et de l'extérieur d'une cellule. Lorsqu'une cellule cesse de recevoir les hormones et les protéines dont elle a besoin pour fonctionner ou subit suffisamment de dommages pour cesser de fonctionner correctement, le processus d'apoptose est déclenché. Le noyau explose et libère des produits chimiques qui agissent comme des signaux. Ces produits chimiques attirent phospholipides qui engloutit les fragments cellulaires, dégrader les chromosomes individuels et les transporter hors du corps en tant que déchets.
Clairement, l'apoptose est un processus intensément régulé et hautement raffiné. Comment, alors, pourrions-nous jamais le contrecarrer? Voyons à la page suivante.
La limite ultime de HayflickLorsque toutes les cellules créées dans le corps humain avant la naissance (et toutes les cellules que ces cellules produisent) sont multipliées par le temps moyen nécessaire aux cellules pour atteindre la fin de leur vie, vous obtenez environ 120 ans. C'est la limite ultime de Hayflick - le nombre maximum d'années qu'un humain peut vivre. Ce qui est étrange, c'est que le livre biblique de la Genèse (6:3) déclare explicitement que les jours de l'humanité « seront de cent ans et vingt » [source :Cramer]. Cela vaut la peine de mentionner, bien que, que cette durée de vie est modifiée plus tard dans les Psaumes 90:10, qui dit que nous pouvons vivre jusqu'à 70 ans; 80 ans au maximum [source :Bible Gateway].
Les télomères sont des brins d'ADN qui ne se répliquent pas aux extrémités des paires de chromosomes qui permettent la division cellulaire. Thomas Northcut/Getty Images La découverte de la limite de Hayflick a représenté un changement radical dans la façon dont la science considérait la reproduction cellulaire. Avant la découverte du médecin, On pensait que les cellules étaient capables d'immortalité. Bien que le phénomène de la limite de Hayflick n'ait été étudié qu'in vitro, il finit par être généralement accepté dans la communauté scientifique comme un fait. Depuis des décennies, il semblait que la limite était insurmontable, et il apparaît toujours de cette façon. En 1978, cependant, la découverte d'un segment d'ADN non réplicatif dans des cellules appelées télomères mettre en lumière la possibilité d'une immortalité cellulaire.
Les télomères sont des chaînes répétitives d'ADN trouvées aux extrémités des paires de chromosomes dans les cellules diploïdes. Ces ficelles sont généralement comparées aux extrémités en plastique des lacets (appelées aglets) qui empêchent les lacets de s'effilocher. Les télomères offrent la même protection aux chromosomes, mais le télomère à l'extrémité de chaque paire de chromosomes est raccourci à chaque division cellulaire. Finalement, le télomère est épuisé, et l'apoptose commence.
La découverte des télomères a soutenu la limite de Hayflick; après tout, c'était le mécanisme physique par lequel les cellules entraient en sénescence. Un peu moins d'une décennie plus tard, cependant, une autre percée dans le vieillissement cellulaire a été découverte. télomérase est une protéine présente dans toutes les cellules, mais dans les cellules normales, il est éteint - il ne fait rien. Dans les cellules anormales comme les tumeurs et les cellules germinales, cependant, la télomérase est assez active :elle contient une matrice d'ARN capable de produire de nouveaux télomères aux extrémités des chromosomes dans les cellules vieillissantes.
La télomérase enthousiasme la communauté de recherche vieillissante pour deux raisons. D'abord, puisqu'il est naturellement actif dans les tumeurs et peut être détecté dans les échantillons d'urine, le dépistage de la présence de télomérase peut conduire à un dépistage plus efficace des patients atteints de cancer. Seconde, les chercheurs ont découvert comment extraire la télomérase et la synthétiser. Potentiellement, si la télomérase active est ajoutée aux cellules adultes normales, ils continueront à se répliquer bien au-delà de leur limite Hayflick. Dans une étude qui soutient cette notion, les chercheurs ont rapporté que les cellules auxquelles ils avaient introduit la télomérase s'étaient répliquées 20 fois de plus que leur durée de vie normale ne l'indiquerait – et se divisant toujours [source :Cherfas].
La science doit encore prouver définitivement que la télomérase peut produire l'immortalité cellulaire. Il semble y avoir une myriade de facteurs impliqués dans la mort cellulaire programmée au-delà de la destruction des télomères. Tant que les humains craignent la mort, bien que, il y aura toujours des recherches pour surmonter ces obstacles naturels à notre immortalité, cellulaire ou autre.
