Cienciaes.com : Quel est l’âge de nos cellules ?

Nous sommes des organismes complexes, constitués de dizaines de milliards de cellules qui, évidemment, ne sont pas toutes nées le même jour indiqué sur notre acte de naissance. Il suffit de comparer notre poids corporel avec celui que nous avions à la naissance pour se rendre compte que le nombre de cellules a considérablement augmenté depuis, ce qui montre que beaucoup de nos cellules sont plus jeunes que nous. Aujourd’hui, dans notre corps, il existe environ 200 types de cellules différents et chacun d’eux a sa propre forme, fonction et espérance de vie. Ce qui est surprenant, c’est que pour connaître l’âge de nos cellules, les scientifiques utilisent des méthodes qui relient, étonnamment, la biologie à l’explosion des bombes atomiques pendant les années de la guerre froide. La science est une boîte à surprises.

Commençons par un peu de biologie.

Pour connaître l’âge d’une cellule, il faudrait d’abord avoir une trace de l’heure de sa naissance et un calendrier. C’est facile pour nous, à la naissance, ils nous inscrivent dans un registre et fixent la date, il suffit ensuite d’utiliser le calendrier pour connaître notre âge. Y a-t-il un endroit où l’on peut lire la date de naissance de chacune de nos cellules ? Ben oui, ça existe.

Une cellule est un organisme très complexe dans lequel se trouvent des millions de molécules chimiques, constituées d’atomes de carbone, d’hydrogène, d’oxygène, etc. Parmi toutes ces molécules, il y en a une qui se crée au moment de la naissance – ou de la division cellulaire – et qui ne change plus tout au long de la vie : la molécule de ADN. Une fois formée, la molécule ADNcelui qui conserve toutes les informations nécessaires à la création de chacun de nous codées dans ses gènes, est préservé tel quel. Ce n’est qu’à la fin de la vie de la cellule qu’elle est modifiée, soit parce que la cellule meurt et que ADN s’effondre, ou parce que la cellule se divise et fait une copie d’elle-même.

Il ADN Il s’agit d’une très longue molécule qui contient un grand nombre d’atomes, parmi lesquels environ 30 milliards sont du carbone. Regardez quelle est la taille de cette molécule. Mais tous les atomes de carbone ne sont pas identiques. Il existe le carbone 12, qui est le plus courant, mais il existe également une variété de carbone radioactif appelé carbone 14 car il contient deux neutrons supplémentaires dans le noyau. Dans des conditions normales, le carbone 14 est créé dans la haute atmosphère par l’action des rayons cosmiques. Ainsi, même s’il se désintègre avec le temps, il y en a toujours une quantité plus ou moins constante dans l’environnement.

Dans l’atmosphère, ces atomes se présentent sous forme de dioxyde de carbone, une molécule que les plantes décomposent par photosynthèse pour incorporer du carbone dans leurs tiges, feuilles et racines. Ainsi, s’il y a une petite proportion d’atomes de carbone 14 dans l’atmosphère, il fera partie de la plante, aux côtés du carbone 12, qui est le plus abondant. Par la suite, nous nous nourrissons de plantes et incorporons du carbone, radioactif et non radioactif, dans nos cellules. Les paléontologues utilisent souvent ce fait pour dater l’âge des fossiles. La méthode est basée sur le fait que le carbone 14 fonctionne comme une horloge. Si nous en avons une quantité, un kilo par exemple, d’ici 4 730 ans, la moitié se sera désintégrée et deviendra de l’azote ; Après encore 4 700 ans, il restera la moitié de la moitié et ainsi de suite. Connaître la quantité de carbone présente dans l’environnement au moment où la créature a vécu, il suffit de compter la quantité de carbone 14 restant dans ses restes pour savoir quand elle a vécu.

Or, l’horloge au carbone 14 est très efficace pour mesurer de longues périodes de temps, des centaines ou des milliers d’années, mais lorsqu’il s’agit de connaître des temps courts, comme la vie d’une personne ou d’une cellule, elle n’est pas très utile. C’est comme essayer de mesurer des millionièmes de seconde avec une montre-bracelet précise à la seconde près. Aujourd’hui, un événement historique est venu nous fournir une horloge avec la précision dont nous avons besoin : les bombes atomiques ont explosé dans l’atmosphère pendant la guerre froide.

Un peu d’histoire sur la guerre froide

La Seconde Guerre mondiale prend fin en 1945 avec le largage de bombes nucléaires sur les villes d’Hiroshima et de Nagasaki. La guerre prend fin mais commence une époque folle où les Américains, les Soviétiques, les Anglais, les Français, les Chinois et d’autres s’arment jusqu’aux dents d’engins nucléaires de toutes sortes. C’était une arme très puissante qui devait être testée et pour cela, des endroits inhabités et éloignés ont été choisis afin d’éviter des pertes civiles dues à la contamination radioactive, les îles du Pacifique, les déserts, les zones inhabitées de Sibérie, etc. Selon les données que j’ai pu recueillir, pas moins de 543 bombes atomiques ont explosé dans l’atmosphère, la plupart concentrées entre 1952 et la signature du traité qui les interdisait en 1963 (Traité interdisant les essais d’armes nucléaires). dans l’atmosphère, dans l’espace et sous l’eau). A partir de ce moment, les tests continuent à être effectués dans l’atmosphère mais dans une moindre mesure et ceux réalisés sous terre se multiplient. Chaque fois qu’une bombe explosait à l’air libre, un énorme champignon de poussière et de gaz chargé de substances radioactives, dont du carbone 14, s’élevait. C’est ainsi qu’en très peu de temps, la quantité de carbone 14 libre dans l’atmosphère augmentait. .de façon dramatique.

Les plantes qui poussaient à cette époque capturaient une partie de ce carbone et l’incorporaient dans leurs tiges, leurs feuilles et leurs racines. Chaque année, les arbres créent un anneau de croissance formé par les parois de leurs cellules constituées de molécules riches en carbone 14. Une équipe de scientifiques de l’Institut Nobel de Stockholm a choisi un groupe de pins de Suède nés avant la guerre froide et les a analysés. le contenu de leurs anneaux de croissance. Lorsqu’ils ont mesuré la concentration de carbone 14 dans le bois, ils ont constaté qu’elle reflétait fidèlement ce qui s’était passé pendant la guerre froide, la quantité avait augmenté de façon spectaculaire à partir de 1952 et après 1963, date de la signature du Traité, la concentration de carbone 14 a commencé à décliner progressivement, d’année en année, à mesure que l’excédent était absorbé par la terre ou dissous dans les eaux des océans. Aujourd’hui encore, les niveaux sont encore plus élevés qu’avant la guerre froide.

Calendrier nucléaire.

Le graphique obtenu à partir de l’analyse des arbres était très intéressant car il permettait de relier les dates à la mesure spécifique de la quantité supplémentaire de carbone 14 dans l’environnement à cette époque. Autrement dit, ils avaient trouvé le calendrier dont ils avaient besoin pour mesurer l’âge des cellules.

Les résultats de la recherche sont apparus dans un article publié dans la revue Cell en 2005, dans lequel la chercheuse Kirsty Spalding et l’équipe de Jonas Frisén du Département de biologie cellulaire et moléculaire de l’Institut Nobel médical expliquent ce qu’ils ont fait.

Depuis le ADN des cellules conserve les atomes de carbone utilisés à la naissance, la mesure de la concentration en carbone 14 du ADN Peut être utilisé comme acte de naissance. En comparant la valeur obtenue avec les résultats des analyses des cernes des arbres au fil des années, la date de naissance de la cellule peut être établie. C’est comme acheter des actions à un certain prix et, le temps passant, regarder le graphique de l’évolution des cours des actions pour retrouver la date à laquelle elles ont été achetées.

Les chercheurs ont entrepris une série d’analyses de tissus et d’organes de personnes décédées nées avant, pendant et après la guerre froide. Ils n’ont pas analysé tous les types de cellules d’un organisme humain, mais ils en ont analysé quelques-unes assez importantes.

L’âge de certaines cellules

Avant d’utiliser cette méthode, on avait déterminé la demi-vie de certaines cellules à courte durée de vie, comme les cellules qui forment les spermatozoïdes, qui, même s’ils ne vivent pas longtemps, environ trois jours, ont au moins tendance à vivre des aventures passionnantes en dehors de leur lieu. de naissance. D’autres cellules à durée de vie courte sont celles de l’épithélium intestinal, environ cinq jours. Mais l’intestin contient de nombreux autres types de cellules qui, dans l’ensemble, vivent beaucoup plus longtemps, selon les données obtenues par Frisén, 15 ans en moyenne. Les cellules de l’épiderme de la peau se renouvellent toutes les deux semaines, tandis que les cellules sanguines durent environ quatre mois. Les cellules musculaires vivent plus longtemps, celles des muscles qui rejoignent les côtes, les muscles intercostaux, vivent environ 16 ans. Ceux du foie vivent entre 10 et 18 mois. Comme vous pouvez le constater, quand on y regarde de plus près, nous ne sommes pas un âge mais plusieurs.

Nous ne sommes pas des êtres complètement renouvelés dans le temps, il y a des cellules, celles qui gouvernent d’ailleurs, les neurones, qui sont aussi vieilles que nous. Ces neurones évoluent tout au long de notre vie, générant des connexions complexes qui stockent les informations que nous acquérons et traitent nos capacités intellectuelles. Certaines régions du cerveau, comme le cervelet, présentent une légère différence d’âge, elles semblent être en moyenne environ deux ans plus jeunes que nous, ce qui peut indiquer – disent les chercheurs – que certains neurones ont été créés peu de temps après notre naissance. En revanche, les cellules cérébrales qui ne sont pas des neurones s’avèrent plus jeunes.

En résumé, on peut dire que, considérées dans leur ensemble, toutes les cellules de notre corps ont en moyenne un peu plus de 10 ans. Malheureusement, le processus de renouvellement constant se détériore et les nouvelles générations de cellules ne sont plus aussi efficaces que les anciennes. C’est pour cette raison que notre corps vieillit, même si ses cellules sont jeunes. Cependant, les neurones, notamment ceux grâce auxquels nous sommes ce que nous sommes, sont nés avec nous ; à mesure que nous grandissions, ils ont tissé nos souvenirs, nos rêves, nos désirs et nos sentiments les plus intimes avec de nouvelles connexions. Ceux-là fêtent leur anniversaire avec nous et quand ils mourront, cela n’aura plus de sens de compter le temps.

Joyeux anniversaire.

RÉFÉRENCES

Datation rétrospective de la naissance des cellules chez l’homme. Cell, vol. 122, 133–143, 15 juillet 2005, Copyright ©2005 par Elsevier Inc. DOI 10.1016/j.cell.2005.04.028 Kirsty L. Spalding, Ratan D. Bhardwaj, Bruce A. Buchholz, Henrik Druid et Jonas Frisén