Peut-on programmer le vieillissement? Une revue de littérature critique

Ce document est une revue de la littérature et comprends de nombreuses informations afin d’alimenter le débat actuel sur le viellissement. Il se base notamment sur de la modélisation et des théories discutées. Débat n’a pas seulement un intérêt théorique, il a aussi des implications pratiques pour les types d’expériences réalisées pour examiner les bases mécanistes du vieillissement.

Elle aborde tout d’abord Weismann (1891), 1ère idée que le vieillissement est un trait programmé bénéfique pour l'espèce, idée fortement remise en question récemment par De Gray (2015).

Différentes théories ne s'exluant pas mutuellement sont actuellement proposées:

• La théorie de l'accumulation de mutations : Au fil du temps, il se produit une génération constante de mutations délétères qui ne sont exprimées qu'au-delà d'un certain âge. La sélection naturelle favorise généralement l’élimination des gènes délétères, mais si sa force est affaiblie par l’âge et que de nouvelles mutations sont générées en permanence (Crow & Kimura, 1970).

• La théorie de la pléiotropie antagoniste (Williams (1957) suggère qu'un gène qui a un bénéfice tôt dans la vie, mais qui est nuisible aux derniers stades de la vie, peut globalement avoir un effet positif net et sera activement sélectionné (Ex : un taux de testostérone élevé, favorable à la reproduction mais pouvant augmenter le risque de cancer de la prostate à la fin de la vie (Gann et al., 1996)).

• La théorie du soma jetable « disposable soma » (Kirkwood, 1977; Kirkwood et Rose, 1991) optimiser l’allocation des ressources entre la survie, d’une part, et d’autres processus, tels que la croissance et la reproduction, de l’autre. Un organisme qui investit une fraction plus importante de son budget énergétique destinée à prévenir l'accumulation de dommages pour ses protéines, ses cellules et ses organes aura un taux de vieillissement plus lent, mais il disposera également de moins de ressources disponibles ou croissance et reproduction, et vice versa.

Des traveaux plus récents sont divisés en deux parties:
Des études basées sur l'évolvablilité , Skulachev (1997) : Les espèces qui vieillissent ont un avantage de sélection car elles évoluent plus rapidement. Problème de cette théorie étant que la plupart des mutations sont délétères, de sorte que la prochaine génération n'est pas automatiquement mieux adaptée. Goldsmith (2008) : La recombinaison sexuelle génère une forte variation génétique dans la population et accélère le processus d'évolution. Si le vieillissement raccourcit la durée de vie moyenne, il raccourcit également la durée moyenne de la génération et ainsi davantage de variants génétiques sont « testés » dans le même intervalle de temps par recombinaison sexuelle.

Des études sur des modèles analytiques, comme Libertini (1988) : Une réduction de la durée de vie via le vieillissement réduit le temps de génération. Avantageux pour d'autres gènes utiles dans la population, car plus la génération est courte, plus la propagation de ces gènes est rapide. Si un gène causant le vieillissement a également un effet bénéfique sur d’autres individus il sera gardé. Travis (2004) : Un individu peut améliorer sa fitness inclusive en mourant, si l'espace ainsi créé est occupé par un nouveau-né à la fécondité plus élevée. Implique que fécondité diminue avec l'age. Mitteldorf & Pepper (2009) développent un modèle et proposent que la sénescence soit une adaptation permettant de limiter la propagation de la maladie. Enfin selon Werfel et al. (2015) proposent avec un modèle qu'il serait possible expérimentalement d'identifier les gènes responsables et d'inhiber ou de bloquer leur action. Cette idée est toutefois diamétralement opposée à l'opinion générale selon laquelle le vieillissement ne présente aucun avantage en soi et n'est donc pas programmé génétiquement.

Des doutes peuvent être émis sur cette review, les auteurs étant en faible nombres. De plus, une grande majorité des études choisies ont été réalisées avant les années 90 et ont déja été critiquées, étant donc plus facilement critiquables. Aucun confilts d'intérets n'as été déclaré, cependant, Thomas B. L. Kirkwood l'un des deux auteurs est l'auteur de la théorie du soma jetable et a donc tout intéret a défendre cette théorie.

Cette review met en avant le fait que le processus de vieillissement est un trait génétiquement programmé qui présente un avantage en soi. Cependant, en se basant sur des modèles mathématique, elle met en évidence que certains modèles mathématiques développés pour expliquer cet avantage sont mathématiquement ou conceptuellement faux, avec des mauvaises hypothèses pour le temps de génération par exemple, un exès de mutations bénéfiques ou encore la non prise en compte de reproduction sexuée. Cette étude met en hypothèse que s'il existait des gènes de vieillissement impliqués dans le vieillissement programmé, ils pourraient être inactivés par mutation.