Et si la clé de la longévité de notre cerveau se logeait dans un variant génétique ? C’est ce qu’ont découvert des scientifiques de la Weill Cornell Medicine, à New York.

Se basant sur de précédents travaux ayant montré que de nombreux centenaires partageaient une version inhabituelle du gène Forkhead box protein O3 (FOXO3), ils ont souhaité étudier comment ce gène particulier contribue à maintenir notre cerveau en bonne santé à mesure que nous vieillissons. Leur étude vient d’être publiée dans Nature Communications.

Une modification de FOXO3 par le stress oxydatif

Les origines de ces recherches débutent en 2018, lorsque le Dr Jihye Paik et son équipe ont montré que les souris qui n'ont pas le gène FOXO3 dans leur cerveau sont incapables de faire face à des conditions stressantes, ce qui conduit à la mort progressive des cellules cérébrales.

Cette nouvelle étude révèle le secret de FOXO3 : il préserve la capacité du cerveau à se régénérer en empêchant les cellules souches de se diviser jusqu'à ce que l'environnement favorise la survie des nouvelles cellules.

"Les cellules souches produisent de nouvelles cellules cérébrales, qui sont essentielles pour l'apprentissage et la mémoire tout au long de notre vie d'adulte, explique le Dr Paik. Si les cellules souches se divisent sans contrôle, elles s'épuisent. Le gène FOXO3 semble faire son travail en empêchant les cellules souches de se diviser jusqu'à ce que le stress soit passé."

Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques ont surtout étudié la réaction des cellules souches du cerveau lorsqu’elles sont soumis au stress oxydatif, un phénomène d’oxydation chimique qui se produit lorsque nos cellules se font agresser par les radicaux libres. Ils ont alors constaté que la protéine FOXO3 est directement modifiée par le stress oxydatif. "Cette modification envoie la protéine dans le noyau de la cellule souche où elle active les gènes de réponse au stress", détaille la chercheuse.

Une réaction de survie face au stress

Pour faire face au stress oxydatif, les cellules souches du cerveau consomment alors un nutriment appelé -adénosylméthionine (SAM). Ce nutriment est indispensable pour aider une protéine appelée lamine à former une enveloppe protectrice autour de l'ADN dans le noyau de la cellule souche. "Sans la SAM, la lamine ne peut pas former cette barrière solide et l'ADN commence à s'échapper."

S’ensuit une réaction mécanique de la cellule souche qui prend cet ADN pour une infection virale. Elle déclenche alors une réponse immunitaire qui provoque sa mise en sommeil et l’arrêt de production de nouveaux neurones. "Cette réponse est en fait très bonne pour les cellules souches car l'environnement extérieur n'est pas idéal pour les nouveaux neurones, assure le Dr Paik. Si les nouvelles cellules étaient produites dans des conditions aussi stressantes, elles seraient tuées. Il vaut mieux que les cellules souches restent en dormance et attendent que le stress ait disparu pour produire des neurones."

Selon les chercheurs, ces résultats pourraient expliquer pourquoi, en aidant à conserver une bonne réserve de cellules souches cérébrales, certaines versions de FOXO3 sont liées à des vies extraordinairement longues et saines. La stimulation de FOXO3 par l’exercice physique régulier pourrait aussi préserver la vivacité mentale.

De nouveaux travaux sont désormais prévus pour étudier comment le FOXO3 est régulé et si le fait de l'activer ou de le désactiver brièvement serait bénéfique pour la santé.

Le gène de la longévité appelé FOXO participe à la régénération des cellules souches du cerveau en les empêchant de se diviser en cas de situation de stress oxydatif.