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Les télomères 1

Une histoire de lacets qui a révolutionné le monde scientifique.

Nous sommes le 5 octobre 2009, à San Francisco, il est très tôt dans la matinée. Elizabeth Blackburn dort encore. Brusquement, la sonnerie du téléphone la réveille. On lui annonce une nouvelle qui va changer sa vie, elle vient de recevoir, avec ses deux collaborateurs, le Prix Nobel de médecine pour ses travaux sur les télomères et la télomérase. C’est la consécration de toute une vie de recherches pour cette femme, native de Hobart – petite ville de l’île de Tasmanie en Australie –, et en ce jour d’octobre 2009, professeur de Biologie Moléculaire à la célèbre Université de Californie, à San Francisco.

Tout a vraiment commencé en 1961 lorsqu’un chercheur de l’Université de Philadelphie (USA), Leonard Hayflick, découvrait que nos cellules perdaient leur capacité à se reproduire indéfiniment. Il a constaté qu’au bout d’environ 50 à 70 divisions, la cellule perdait sa capacité à se régénérer et entrait dans un état que les scientifiques appellent « sénescence cellulaire ». Mais Hayflick avait aussi observé que la capacité des cellules à se dupliquer était influencée par l’âge de l’individu. Les cellules d’un jeune homme de 30 ans se multiplient plus vite que celles d’un homme de 60 ans, et celles-ci se multiplient plus vite que celles d’un homme de 90 ans ! Ce qu’Hayflick avait découvert était une sorte de tic-tac inexorable, présent dans toutes nos cellules. Ce compte à rebours était probablement le fruit de l’accumulation des dégâts dans nos cellules et surtout dans notre ADN ; il y avait donc quelque chose de bien spécifique dans nos cellules qui nous faisait vieillir et qui limitait notre longévité, mais Hayflick en ignorait alors l’origine.

Ce n’est que 10 ans plus tard que des chercheurs, américains d’un côté, et soviétiques de l’autre, proposèrent concomitamment une explication à cette surprenante limitation. Lorsqu’une cellule se divise, le matériel génétique qui se trouve dans cette cellule subit aussi la division et doit être recopié, on appelle cela la réplication de l’ADN. Ces chercheurs suggérèrent alors que ce serait dans cette réplication de l’ADN que se trouverait cette limitation ; en particulier, chez les enzymes, responsables de la duplication des brins d’ADN, qui seraient incapables d’aller jusqu’au bout de cette duplication, et ceci pour une raison encore inconnue. En conséquence, à chaque duplication, il y aurait de la perte d’ADN, comme si on photocopiait un original, puis on faisait une photocopie de cette photocopie, et ainsi de suite, toujours à partir de la dernière photocopie, et en perdant à chaque fois toujours un peu plus de résolution.

Cette perte d’ADN à chaque duplication est une véritable catastrophe pour la programmation de nos protéines indispensables à la vie et si cela se faisait d’une façon régulière on mourrait tous à la fin d’une série de 70 divisions ! Mais tel n’est pas le cas, c’est qu’il y a donc bien quelque chose qui intervient et entrave ce processus de mort programmée.

Alekseï Olovnikov, biologiste russe, fut un des premiers à décrire les télomères en 1973. Les télomères, du grec telos (fin) et meros (partie) constituent la structure coiffant l’extrémité du double brin d’ADN des chromosomes, un peu comme les bouts d’un lacet de chaussures. Ces séquences d’ADN, de type TTAGGG, sont répétées des centaines de fois, ce qui fait que, même si à chaque division il y a une perte d’ADN au bout du télomère, cela n’a pas de conséquences immédiates du point de vue de l’efficacité de l’ADN, puisque c’est une même séquence que l’on retrouve, un peu plus haut, et ainsi de suite… jusqu’à ce que les séquences soient épuisées. C’est alors le début de la sénescence cellulaire, et de la vieillesse.

On peut aujourd’hui mesurer la longueur des télomères. C’est de nos jours à ce point aisé que certains laboratoires, aux États-Unis et en Espagne, proposent même ces techniques au grand public. L’ADN et les télomères sont organisés sous forme d’unités, que l’on appelle des nucléotides. Ces unités sont alignées comme des perles sur un fil, et leur nombre peut être évalué par ces tests spécifiques. C’est ainsi qu’on sait qu’à la conception l’embryon possède des télomères d’une longueur de 15 000 nucléotides et que, déjà, à la naissance, la longueur des télomères n’est plus que de 10 000 nucléotides. Ces télomères continuent à se raccourcir au fil du temps et quand leur longueur ne dépasse pas 5 000 nucléotides nos cellules entrent en état de sénescence, ou, simplement, meurent par suicide programmé (apoptose).

Que se passe-t-il quand un certain nombre des cellules de notre organisme sont en état de sénescence ? De récentes études épidémiologiques montrent que la présence de télomères courts est souvent associée à des facteurs de risque d’athérosclérose, d’hypertension, de maladies cardio-vasculaires, de syndrome métabolique, d’Alzheimer, d’infections, de diabète, de fibrose, et surtout de cancers. Il y a très certainement une relation de cause à effet entre le raccourcissement des télomères, et la mortalité globale.

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