Une nouvelle étude publiée dans Frontiers of Pharmacology a montré que la privation de glutamine pourrait accélérer le vieillissement tandis que la supplémentation en glutamine réduit la sénescence induite par le stress oxydatif chez la souris. La glutamine est un acide aminé d’une importance primordiale pour de nombreuses fonctions cellulaires. Elle est impliquée dans la synthèse de diverses molécules cruciales, telles que le neurotransmetteur glutamate et la molécule d’énergie ATP. Le lien entre le métabolisme de la glutamine et le vieillissement est particulièrement intéressant.
Les niveaux de glutamine-glutamate sont réduits dans le cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer, bien que des études examinant cette différence entre les patients atteints de la maladie d’Alzheimer et les témoins sains aient montré des résultats controversés. Néanmoins, des approches thérapeutiques visant à rétablir le déséquilibre entre les systèmes glutamate (excitateur) et GABA (inhibiteur) observé dans la maladie d’Alzheimer sont déjà à l’étude dans des essais cliniques.
Il a été démontré que la privation de glutamine stimule la sénescence
La glutamine s’est également révélée vitale pour la régulation de mTOR, impliquée dans l’autophagie, qui joue un rôle essentiel dans le contexte du vieillissement. Cependant, le rôle exact que joue la glutamine dans l’autophagie est encore inconnu.
Dans cette étude, les chercheurs ont étudié le rôle que joue la glutamine dans la sénescence et le vieillissement en découvrant les voies activées par la privation de glutamine. Ils ont également exploré si la supplémentation en glutamine serait bénéfique dans un modèle murin de vieillissement accéléré.
La supplémentation en glutamine a été utilisée comme thérapie nutritionnelle pour les patients et les personnes âgées.
Premiers indices
Dans leur première série d’expériences, les chercheurs ont examiné les effets de la privation de glutamine in vitro. Ils ont placé deux lignées cellulaires dans des milieux contenant de la glutamine (témoin) ou sans glutamine (expérimentaux). La privation de glutamine a entraîné une augmentation de la mort cellulaire, une réduction de la prolifération cellulaire et une expression induite des gènes associés à la sénescence.
Les chercheurs ont ensuite exposé les mouches des fruits à un régime déficient en glutamine pour vérifier s’ils pouvaient obtenir des résultats similaires in vivo. En effet, les mouches suivant le régime avaient une durée de vie réduite et un niveau accru de sénescence, comme en témoigne l’accumulation du marqueur de sénescence SA-β-gal dans l’intestin.
Des recherches plus poussées
Ensuite, les chercheurs ont évalué comment la privation de glutamine affecte l’autophagie en utilisant des cultures cellulaires. Ils ont montré qu’un milieu sans glutamine altérait l’autophagie via l’activation de mTOR et perturbait la fonction lysosomale, comme en témoignent respectivement l’accumulation de p62 et l’expression réduite du gène autolysosomal TFEB et de ses cibles, en particulier à long terme.
Pendant ce temps, l’inhibition de la signalisation mTOR avec la rapamycine ou l’inhibiteur PI3K / Akt LY294002 a atténué l’altération de l’autophagie et la sénescence dans les cellules privées de glutamine. Par conséquent, cet ensemble d’expériences a confirmé que de faibles niveaux de glutamine inhibent l’autophagie en activant mTOR et en induisant la sénescence.
la supplémentation en glutamine pourrait être une approche thérapeutique potentielle pour les pathologies associées à l’âge
Contexte de la sénescence
Dans la dernière série d’expériences, les chercheurs ont exploré si la supplémentation en glutamine pouvait lutter contre la sénescence induite par le stress oxydatif. Tout d’abord, ils ont exposé une culture cellulaire au peroxyde d’hydrogène (H2O2) pour induire un stress oxydatif. La supplémentation en glutamine, comme prévu, a réduit la sénescence dans ce modèle.
Ensuite, les scientifiques ont utilisé un modèle murin progérique induit par la sénescence pour évaluer l’effet de la supplémentation en glutamine in vivo. Dans ce cas, des souris traitées au D-galactose ont été utilisées comme modèle de vieillissement accéléré causé par un stress oxydatif accru. Les souris ont reçu 3% de glutamine dans l’eau potable pendant deux mois. En conséquence, les souris du groupe supplémentation en glutamine ont montré une amélioration de la brillance et de la densité des cheveux, une force musculaire restaurée, une sénescence réduite et une autophagie accrue par rapport aux souris témoins D-galactose.
Diverses maladies liées au vieillissement ont été signalées comme étant accompagnées d’épuisement de la glutamine.
Thérapie nutritionnelle
Le vieillissement est généralement caractérisé par une réduction de la production d’énergie et un dysfonctionnement de l’homéostasie redox. La supplémentation en glutamine a été utilisée comme thérapie nutritionnelle pour les patients et les personnes âgées, bien que le mécanisme par lequel la disponibilité de la glutamine affecte le vieillissement reste insaisissable. Ici, nous montrons que la privation chronique de glutamine induit la sénescence dans les fibroblastes et le vieillissement chez Drosophila melanogaster, tandis que la supplémentation en glutamine protège contre la sénescence cellulaire induite par le stress oxydatif et sauve le phénotype de progéria induit par le D-galactose chez la souris. Curieusement, nous avons constaté que la privation de glutamine à long terme active la voie Akt-mTOR, ainsi que la suppression de la fonction autolysosome. Cependant, l’inhibition de la voie Akt-mTOR a efficacement sauvé l’altération de l’autophagie et la sénescence cellulaire causées par la privation de glutamine. Globalement, notre étude démontre une nouvelle interaction entre la disponibilité de la glutamine et le processus de vieillissement. Mécaniquement, la privation de glutamine à long terme pourrait évoquer l’activation de la voie cible de la rapamycine (mTOR) chez les mammifères et l’altération de l’autophagie. Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur le lien entre la disponibilité de la glutamine et le processus de vieillissement.
Conclusion
Bien que cette étude ait principalement exploré l’effet de la privation de glutamine dans les cultures cellulaires et les mouches des fruits, elle fournit des informations mécanistes concernant le rôle de la glutamine dans le vieillissement. De faibles niveaux de glutamine pourraient altérer l’autophagie en activant la signalisation mTOR, tandis que la supplémentation en glutamine pourrait être une approche thérapeutique potentielle pour les pathologies associées à l’âge caractérisées par des niveaux réduits de glutamine. Cela nécessite certainement des recherches supplémentaires, en particulier pour comprendre pourquoi les niveaux de glutamine diminuent en premier lieu.
SOURCE : Lifespan.io
Traduit de l’anglais
