Le vieillissement donne t'il un avantage adaptatif ?

- Pourquoi le viellissement évolue ?
Le vieillissement est caractérisé par une mortalité croissante et une diminution du succès de la reproduction avec l’âge adulte avancé. Il se manifeste mieux dans des conditions environnementales de captivité, car dans la nature, les individus de nombreuses espèces ont dû mal à suivre avec des taux élevés de mortalité exogènes. De nombreux gènes ont probablement une influence sur la variation naturelle du taux de vieillissement puisque la survie et la reproduction entre eux exploitent l'activité d'une grande partie du génome. Le viellissement conduit à deux mécanismes non exclusifs :

L’accumulation de mutations (MA) proposé par Medawar (1952) suggère que la force de sélection diminue avec l'âge créant une accumulation plus importante de mutations délétères dont les effets sont limités à la fin de la vie.

La « pléiotropie antagoniste » (AP) proposé par Medawar (1946) et Williams (1957), suppose que la sélection favorise les mutations ayant des effets positifs sur les traits liés à la condition physique tôt dans la vie, même s’ils ont des effets négatifs tard dans la vie (la sélection agira moins fortement sur les effets délétères de la fin de la vie). L’hypothèse du « soma jetable » (DS), une version physiologique de la pléiotropie antagoniste, suppose qu’il existe un compromis physiologique entre la reproduction et la maintenance somatique. Une hypothèse importante de la théorie est que le vieillissement devrait évoluer universellement chaque fois qu'il existe une distinction nette entre les parents et leur progéniture.

Un grand nombre d'expériences, principalement sur les Drosophila melanogaster et sur d'autres organismes, soutient les mécanismes AP et MA. Pour soutenir l’AP, des expériences de sélection artificielle ont été mises en place. Pour la MA ce sont des études génétiques quantitatives. La mortalité extrinsèque peut favoriser la sénescence d’un trait physiologique qui réduit la susceptibilité à cette source de mortalité, entraînant l’amélioration de l’état somatique et une longévité accrue, cela a été confirmé chez les guppys et Caenorhabditis remane.

- Certains mécanismes du viellissement sont conservés évolutivement.
Des interventions similaires semblent atténuer les effets du vieillissement chez des organismes éloignés, suggérant une conservation évolutive des mécanismes. Le rôle du réseau IIS / TOR dans le vieillissement pourrait être porteurs de variations naturelles dans le viellissement, observé chez D. melanogaster. De plus, les changements de fréquence d'allèles au niveau de ces loci de défenses immunitaires pourraient être à la base de changements évolutifs dans le taux de vieillissement dans les expériences de drosophiles.

- Le vieillissement est-il universel ?
Les théories du vieillissement concernent principalement les espèces ayant une durée de vie relativement courte, une mortalité croissante et une fertilité décroissante après maturité, mais il existe d’autres formes. Certaines espèces ont une sénescence « négligeable » voir même une amélioration physiologique avec l'âge ou enfin sans changement pour certaines comme Hydra sp., par exemple. En règle générale, la sénescence ne devrait évoluer que chez les organismes qui distinguent les parents des enfants, même lorsque la reproduction a lieu de manière asexuée.

- Les compromis avec la durée de vie sont omniprésents mais peuvent être dissociés.
Une allocation de ressources importante pour la croissance ou la reproduction précoce est souvent associée à un vieillissement plus rapide. Cependant, de plus en plus de preuves que les compromis entre la durée de vie et la condition physique dépendent du contexte et peuvent être « découplés » (exemple chez les insectes eusociaux, avec des reines a longue durée de vie et qui se reproduit et les travailleurs stériles à vie courte). La conclusion qu'une durée de vie accrue peut être atteinte en sans les coûts associés à la reproduction est ainsi remise en cause.

Acceptée par une revue a comité de lecture, donne de nombreux exemples et une bibliographie importante.
Cependant les auteurs basent ses conclusions sur le fait que le viellissement n'est pas programmée, alors que certains des arguments cités peuvent aussi être cités en défaveur de cette théorie.

Cette review apporte tout d'abord différents articles soutenant que le vieillissement n'est pas inévitable, ni universel avec de nombreuses espèces ne viellissant pas ou viellissant peu.

Cependant, il fait abstraction de toutes les théories posterieures a l'accumulation de mutations et de pleiotropie antagoniste, ce qui induit un discours en faveur du viellissement non-programmé. Il apporte que les régulateurs conservés au cours de l'évolution de la plasticité phénotypique se sont révélés capables de produire un changement de la physiologie et d'améliorer les effets du vieillissement.

L'analyse comparative des génomes permet la caractérisation de l'évolution des gènes. Cette approche peut mettre en évidence des déterminants génétiques impliquées dans la sénescence chez des animaux à longue durée de vie. Les tortues sont des modèles intéressants pour ce genre d'étude, tant leur espérance de vie est élevée.

Les génomes de divers représentants d'espèces de tortues ont été séquencés puis ont été comparés après annotation fonctionnelle des gènes (RANseq + ADNseq). Une phylogénie a été construite et l'évolution des populations a été modélisé. La signature de sélection évolutive des gènes a aussi été analysée.
L'objectif a été de mettre en évidence des gènes différentiellement fonctionnels et abondants parmi diverses espèces de tortues et en comparaison à d'autres reptiles ou à des mammifères.

-Prédiction de 43 gènes positivement sélectionnés : AHSG et FGF19 (régulation du métabolisme - favorise la durée de vie humaine) ; TDO2 (protection contre les maladies liées à l'âge) ; MVK, IRAK1BP1 et IL1R2 (modulation de la réponse immunitaire)

• Identification de 100 variants de gènes du métabolisme, l'immunité, la suceptibilité au cancer, la réponse au stress et la longévité -Gènes de l'immunité : caractérisation de l'expansion du gène PRF1 (perforine) chez les tortues (12 copies contre 1 chez les mammifères) ; expansion du locus chymase et de gènes de défense contre pathogènes (immunité innée) -Variant facilite l'utilisation du glucose - Régulation négative de la sensation de nutriments - altération de la voie insulin/IGF -Gènes variants dans la réponse au stress (hypoxie et DNA repair) -Expansion de gènes suppresseurs de tumeurs (+ immunosurveillance PRF1) -Durée de vie : duplication de gènes de réparation de l'ADN - conservation des télomères -Variants altérant la communication inter-cellulaire

L'analyse de l'abondance et de la fonctionnalité des gènes chez les tortues géantes à longue durée de vie conforte les études portant sur le vieillissement. En effet, les marqueurs liés à l'âge déjà connus sont retrouvé dupliqués (pour ceux favorisant la durée de vie) ou altérés (pour ceux défavorisant) chez les tortues. En particulier, la voie IGF/insuline est atténuée chez les tortues. Enfin, les gènes de réparations de l'ADN et de réponse au stress sont dupliqués, de même que les gènes de l'immunité. Chez ces organismes, la durée de vie est favorisé par le contrôle des maladies et par la maintien de l'intégrité cellulaire.

Les tortues géantes ont la caractéristique de posséder un métabolisme lent et une reproduction très faible. Il semble que l'évolution ait sélectionné la durée de vie au profit de la reproduction chez ces espèces.

Les données sont en résultats supplémentaires et sont très conséquentes. Les explications entre les duplications ou les altérations de gènes et les conséquences sur le métabolisme ne sont pas explicites.

Article mal écrit, utilisation répétée d'expressions non utilisées par des scientifiques, interprétation erronée de certains principes et utilisation d'arguments circulaires. Très souvent auto-citation. L'auteur n'est pas un chercheur en biologie et il a rarement (si jamais) publié ses propres recherches originales.

Cet article favorise fortement les théories du vieillissement programmé. Il propose que la sénescence peut être avantageuse sur la base des concepts d'évolutivité et de sélection de groupe. L'auteur tente de montrer comment les théories classiques de l'évolution du vieillissement les plus acceptées sont dépassées et ne sont pas étayées par des preuves scientifiques.

Cet article a été principalement analysé en raison de la très forte présence de cet auteur dans le débat sur le vieillissement programmé / non programmé. L'auteur a écrit de nombreux articles et a créé un site Internet sur le vieillissement, dans lesquels il défend sans cesse les avantages de la sénescence. Il a également publié un livre (par sa propre agence de publication). Il est intéressant de noter qu'il publie presque toujours seul et dans le même journal. En outre, l’éditeur de ce journal est un autre défenseur connu du vieillissement programmé(Vladimir P. Skulachev).

La perte de fitness métabolique liée à l'âge peut parfois être compensée par des processus d'adaptation.
L'hypothèse posée est que le vieillissement cellulaire permet l'émergence de capacité(s) nouvelle(s). En particulier, on suppose que le vieillissement permet le passage d'un style de vie spécialiste à un style de vie généraliste, étendant ainsi les possibilités d'interaction favorables avec l'environnement.

La production de levure âgée est réalisée par un "Programme d'Enrichissement Maternel" (Lindstrom & Gottschling, 2009). Ces levures âgées sont caractérisées par une durée de vie plus courte et une efficacité réplicative diminuée. Un test de compétition est réalisé entre les levures jeunes et les levures âgées par inoculation d'un mélange des deux populations sur différents milieux spécifiques par leur source de carbone. Les cultures sont ensuite étalées sur boîte avec antibiotique (différent pour jeune et âgé) puis dénombrées. La population la plus nombreuse présente une fitness plus élevée pour la source de carbone testée.

-Les levures jeunes présentent une spécialisation dans la métabolisation optimale d'une source de carbone, le glucose. A l'inverse, les levures âgées sont capables de dégrader différentes source de carbone, comme le galactose, le raffinose ou l'acétate. Les levures âgées perdent un peu d'efficacité dans l'utilisation du glucose mais en gagne pour l'utilisation de galactose.
-Les levures jeunes premièrement exposées à du galactose puis cultivées sur du glucose n'acquièrent pas la capacité à dégrader le galactose comme les cellules âgées. Ceci démontre que ce caractère n'est pas activé par un signal environnemental.
-Les levures âgées ont aussi présentés un temps de division inférieur aux cellules jeunes sur milieu galactose ce qui indique que la fitness n'est pas impactée avec l'âge. Ceci semble plutôt indiquer une transition métabolique de type spécialisé à général.

Les cellules âgées possèdent un avantage sur une source carbone différente seulement très tard lors de la culture. Or, de telles cellules sont très rares dans la nature.

Les résultats obtenus suggèrent un rôle adaptatif du vieillissement chez les levures puisque la transition généraliste permet l'adaptation à un environnement varié.
Les auteurs suggèrent que le comportement de diversification métabolique des organismes unicellulaires pourrait être superposé aux cellules des eucaryotes unicellulaires , ce qui expliquerait la perte de fonction majoritaire des tissus.

Je vois le mécanisme mis en évidence comme une stratégie évolutive que je nommerais de "Wild-card". Elle permettrait à un organisme ayant une capacité réduite de reproduction d'avoir une chance "sauver son espèce" dans le cadre d'une variation environnementale pouvant causer son exctinction.

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.

Le vieillissement de l'organisme ainsi que les maladies liées à l'âge telles que Parkinson ou Alzheimer se caractérisent par des altérations métaboliques. Afin de traiter le vieillissement dans un contexte plutôt médical, il est essentiel de comprendre son origine et ses effets sur la biologie de la cellule.

-Un premier élément affecté par le vieillissement est le télomère chromosomique. Il subit une réduction au cours des réplications donc sa taille initiale est déterminant de la durée de vie d'un organisme. En effet, une fois raccourcit, le cycle cellulaire est définitivement interrompu. Il a été montré que des stress favorisent la diminution des télomères, alors que leur protection augmente la durée de vie.

-Des facteurs de transcriptions sont aussi impliqués dans la sénescence comme p53, FOXO ou encore mTOR. Leur activation ou leur perte de régulation peut être causée par la perte de sensibilisation de récepteurs au cours du temps ou par l'augmentation de stress cellulaires, comme le stress oxydatif lié à l'âge. Le vieillissement a donc aussi une origine transcriptionnelles et les fonctions atteintes sont multiples allant du cycle cellulaire à la réparation de l'ADN, en passant par la résistance aux stress ou encore le métabolisme énergétique. Des études mutants ou sur-exprimant certains de ces facteurs ont montrés un allongement de la durée de vie chez des espèces telles que le nématode ou la souris.

-Le complexe de pore nucléaire (NPC) est un élément impliqué dans la sénescence car son rôle essentiel dans l'échange d'information entre le noyau et le cytoplasme est altéré avec le temps. En effet, il est composé de protéines à longue durée de vie subissant donc des dommages qui s'accumulent et pouvant donc altérer leur structure et leur fonction.
-Les éléments structuraux du noyau sont aussi important dans le maintien de l'intégrité génomique. En particulier, les lamines organisant le génome et la membrane nucléaire sont affectées avec l'âge, menant à une dérégulation des structures et donc des tissus.

-Le protéasome joue un rôle essentiel dans le maintien des fonctions cellulaires en recyclant les protéines déficientes et usagées. Les protéines du protéasomes sont aussi à longue durée de vie et l'âge impacte ses fonctions par accumulations de dommages, notamment liés au stress oxidatif. La perte de fonction du protéasome avec l'âge affecte la protéomique cellulaire de manière négative par la conservation de protéines peu fonctionnelles.
-La diminution du processus d'autophagie aussi est impliqué dans le vieillissement car sa fonction serait de recycler le matériel cellulaire altéré. L'origine de cette diminution d'activité serait transcriptionnelle.
-De la même manière, une perte de contrôle qualité des protéines nouvellement synthétisée au niveau du réticulum endoplasmique est observée avec l'âge. Cette perte a certainement pour origine la perte de régulation transcriptionnelle liée à l'âge.

-Le fonctionnement et la réplication des mitochondries est un élément important dans la sénescence cellulaire. Une perte d'activité mitochondriale est en grande partie responsable de la perte de fonction cellulaire qui dépend beaucoup de la production d'énergie. Cependant, des mutants affectés dans les fonctions mitochondriales mènent à une espérance de vie améliorée. Ceci s'explique sans doute par la génération moindre de ROS causant des dégâts cellulaires.

-D'autres facteurs comme l'altération du cytosquelette ou de la matrice extracellulaire sont supposés jouer un rôle dans le vieillissement de l'organisme. Ces facteurs sont particulièrement mis en évidence dans les pathologies neurodégénératives.

La revue survole les mécanismes impliqués dans le vieillissement sans en donner la véritable origine.

Cette revue indique les caractéristiques d'une cellule sénescente en décrivant les mécanismes et les éléments cellulaires impliqués dans la perte de fonction lié à l'âge.

Une théorie sur l'évolution du viellissement (ETA) prédit que l’exposition d’individus adultes à des taux de mortalité élevés dus à la prédation ou autres évènements stochastiques entravera l’évolution de la longévité car la plupart des individus seront déjà décédés de ces causes extrinsèques avant les causes intrinsèque. Cette théorie est remise en cause, par des experiences interspécifiques en laboratoires sous différentes préssions de sélections, ou par des comparaisons inter-spécifiques utilisées pour vérifier si des adaptations censées réduire le risque de mortalité extrinsèque sont associées à une durée de vie plus longue. Des expériences de sélection montrent que le lien entre les grandes tailles (moins facile a prédater) et une plus longue vie n'est pas obligatoire. D’autres adaptations prévues pour réduire la prédation comprennent l'hibernation, l'arboristique, la protection chimique ou l’eusocialité. Ces adaptations sont en corrélation avec l'augmentation de la durée de vie.

Tester une généralisation de l'ETA nécéssite trois choses. i) une mesure du risque de prédation d’une proie au cours de son histoire évolutive, qui peut être estimé par le nombre de prédateurs d’une espèce de proie donnée (richesse des prédateurs) ; ii) une mesure de la durée de vie qui reflète la mortalité intrinsèque pouvant être mesurée par la longévité maximale ; enfin iii) la preuve qu’il existe une corrélation constante entre i) et ii). Les données de longévité maximales étaient disponibles pour 1396 espèces aviaires, dont 1128 ont été obtenues à l'état sauvage et 268 en captivité. La cartographie de la répartition mondiale a été réalisée sur la base des cartes d'aires de reproduction de tous les oiseaux existants. Des traits ont été estimés body mass. Pour chaque espèce d'oiseau, les auteurs ont déterminé s'il s'agissait ou non d'un prédateur aviaire potentiel (n 574 espèces carnivores). Leurs régimes alimentaires et la taille de leur proies ont été obtenues de références standard.

Ces résultats corroborent l’ETA «classique». Ils montrent que la durée de vie est plus longue lorsque le nombre d’espèces prédatrices sympatriques est plus faible, un effet que ne confondent pas la phylogénie ou d’autres covariables de l’histoire de la vie. Ils montrent aussi que la durée de vie co-varie inversement avec la diversité et la régularité des prédateurs. La durée de vie maximale des oiseaux varient d'un facteur 25 (de 4 a 100 ans). Cependant, cette prédiction n'est valable que lorsque la mortalité affecte différentes classes d'âge. Cette relation était robuste lorsqu'elle a été analysée au niveau des espèces (assemblage et biorégion). Ils montrent aussi que diversité des prédateurs est étroitement liée à la probabilité de prédation. Ces résultats suggèrent que la prédation stochastique est important de l'évolution de la durée de vie des oiseaux. Cependant, cette étude ne permet pas d’exclure d’autres explications de la variation observée dans les profils de longévité.

Problème est qu'ils posent des hypothèses trés fortes comme par exemple la justification de prendre seulement des prédateurs aviaires pour les oiseaux, excluant tout autre prédateurs comme les mammifères ou serpents.

Ensuite elle teste bien évidemment qu'une partie des théories du viellissement. Il serait judicieux d'utiliser des données de cette base de donnée pour essayer de voir pour d'autres théories du viellissement qui ne s'excluent pas entre elles.

Cet arcticle permet un retour de la théorie de l'ETA, en la validant par des données de modélisations qui prennent en compte une grosse basse de donnée experimentale.

Cette revue expose les différentes cibles thérapeutiques du vieillissement et indique les thérapies existante et appliquée. Elle expose aussi les thérapies en cours de développement ainsi que les thérapies potentielles du futur. La revue porte un regard critique sur la faisabilité de ces thérapies, sur leur efficacité et surtout sur leur nécessité.

Perspectives du traitement clinique du vieillissement et des maladies liées à l'âge.

Cet article tente de modéliser l’évolution de la sénescence, en considérant que la mortalité extrinsèque peut être indépendante de l’âge mais peut dépendre de la condition physiologique de l’organisme (l’état de l'individu). Ils soulignent que l’état d’un individu peut empirer avec l’âge, en raison de contraintes physiologiques. Ils recherchent par des simulations le taux de sénescence optimal pour différentes pressions environnementales et / ou différents niveaux de ces contraintes physiologiques.

C'est un article basé sur la modélisation. Les auteurs ont créé une nouvelle fonction du taux de mortalité qui peut varier avec l’âge. Cette fonction est :
μ(x; k,s,E) = e^ksx + E / (k + 1)
avec x : age, E : environnement, k : paramètre du "trade-off" qui diminue la mortalité d'un coté ( partie k+1), mais augmente la mortalité avec l'âge à travers le terme e^ksx, s : la sévérité du "trade-off"

En utilisant cette fonction, ils effectuent un grand nombre de simulations où ils modifient les paramètres s et E. Ce qu’ils essaient de trouver, c’est le k optimal (k^*), qui maximise la fitness de l’organisme pour les différentes valeurs des autres paramètres.

La figure 1 montre certains de leurs principaux résultats.
Ils observent qu'un environnement plus dur (valeurs plus élevées de E) peut favoriser l'existence de sénescence.
Ils montrent également que pour un compromis de sévérité intermédiaire, la fitness est maximale pour des valeurs plus élevées du taux de sénescence.
La sénescence optimale devient nulle si le compromis n'existe pas (k^* ou s égal zéro).
Le taux optimal de sénescence dépend fortement de l’interaction entre l’environnement et la physiologie de l’individu.

L'article est publié dans une revue connue et évalué par une comité de lecture. Les auteurs travaillent dans différents laboratoires, qui sont tous impliqués dans des études de vieillissement et de démographie et ont donc probablement une connaissance suffisante des théories du vieillissement et des méthodes de modélisation. Néanmoins, ils mentionnent eux-mêmes que leurs observations pourraient également changer compte tenu des différentes fonctions de mortalité et / ou des interactions physiologie-environnement et elles ne sont pas généralisables.
En outre, leur article n’explique pas clairement comment ils imaginent en pratique un modèle dans lequel l’état dépend de l’âge et influe la mortalité, mais en même temps la mortalité est indépendante de l’âge.

Cette analyse met en évidence deux éléments intéressants. Le premier est que, mis à part le compromis mortalité / reproduction généralement utilisé dans les études théoriques précédentes, il peut y avoir un compromis sur la mortalité elle-même. S'il existe un compromis dans la fonction de mortalité, une amélioration de la fitness provient principalement de l'allongement de la durée de vie.
Le deuxième est qu'il faut distinguer le rythme de vie d'un organisme de la forme de sénescence de cet organisme. Comme ils disent, le rythme fait référence à la durée d'un processus, par exemple le temps nécessaire pour vivre une vie. La forme fait référence à la quantité et à le type de changement qui se produit pendant cette période, par exemple si et comment la mortalité et la fécondité changent au cours d'une vie. Sachant ça, leur hypothèse est qu'il est possible que la sénescence soit favorisée car elle peut augmenter la durée de vie.

La cellule sénescente possède un métabolisme et un phénotype différent de la cellule jeune. Cette revue liste les différentes caractéristiques d'une cellules âgée, identifiable par plusieurs marqueurs.

-Usure des cellules souches

-Instabilité génomique : anomalies génomiques et accumulation des dommages (mutations non réparées, duplications...) ; altération de l'architecture générale (défaut des protéines de structures).

-Usure des télomères : faible expression des télomérases (sénescence réplicative) ; pas de réparation des télomères ; altération de la protéine chaperone des télomères (shelterine).

-Modifications épigénétiques : modification de l'architecture de la chromatine ; modification de l'expression des gènes ; altération des protéines Sirtuine (impliquées dans la structuration du génome).

-Altération de la protéostasie : dérégulation du système de protéolyse (favorise l'accumulation/agrégation de protéines) ; altération des protéines chaperones.

-Perte de sensation des nutriments : altération de la voie insuline/IFG (favorise l'anabolisme, consommation d'énergie).

-Dysfonctions des mitochondries : production de ROS (dommages cellulaires) ; défaut de la voie apoptotique ; altérations membranaires (impacte la signalisation et le trafic intracellulaire) ; diminution de réplication des mitochondries ; altération du métabolisme énergétique.

-Sénescence cellulaire : arrêt du cycle cellulaire régulé par -les télomères -l'expression de gènes suppresseurs de tumeurs (ex : p53)

-Altération de la communication inter-cellulaire : perte de sensibilité aux hormones

Le vieillissement cellulaire se caractérise par une réduction de l'activité métabolique et une modification phénotypique (perte de capacités).
Il semble que la sénescence (arrêt du cycle cellulaire) soit une réponse adaptée pour lutter contre l'accumulation des dommages cellulaires (protéiques et ADN), empêchant ainsi la tumorigénèse.

Les auteurs de cet article suggèrent que pour comprendre l'évolution du vieillissement, il est important de comparer les profils de mortalité et de reproduction entre un grand nombre d'espèces divergentes. De cette façon, nous pouvons déduire si l'évolution de la sénescence est produite de la même manière pour les différentes espèces, si la plupart des espèces présentent les mêmes schémas de sénescence et du vieillissement et si les mécanismes à l'origine de la sénescence sont phylogénétiquement contraints.

Afin de comparer les trajectoires d'âge démographiques, ils ont rassemblé des données de mortalité, de fécondité et de survie de la population par âge pour une gamme de 46 espèces multicellulaires. Plus précisément, ils ont utilisé 11 mammifères, 12 autres vertébrés, 10 invertébrés, 12 plantes vasculaires et une algue verte. Pour que les trajectoires soient comparables, ils ont normalisé l’axe des âges, pour qu’il commence à l’âge moyen de la première reproduction pour chaque espèce et se termine à l'âge terminal, où seulement 5% des individus sont encore en vie. Ensuite, ils ont tracé ces trois trajectoires pour chaque espèce et ils ont étudié la relation entre mortalité et fécondité pour chaque espèce et la variation de ces trajectoires et de leur relation entre les différentes espèces.

L'observation la plus importante des auteurs est la grande variation inattendue des trajectoires de fécondité et de mortalité entre les espèces. Ceci est inattendu, principalement parce que les théories évolutives du vieillissement les plus courantes, notamment les théories de l’accumulation de mutations, de la pléiotropie antagoniste, du soma jetable et du vieillissement par la sélection de groupe, prédisent et expliquent la sénescence basées sur le principe de mortalité accrue et de fertilité décroissante avec l'age.

D'abord, cette analyse est le produit d'un grand nombre d'auteurs, issus de laboratoires différents. Il est donc peu probable qu'ils aient des conflits d'intérêts importants (le cas échéant). De plus, les auteurs comparent un grand nombre de données déjà existantes afin d’éclairer les tendances de l’évolution du vieillissement et ne cherchent pas à «promouvoir» une théorie spécifique. Enfin, étant donné qu'il est publié dans une revue connue, lu par de nombreux scientifiques, il est probable que d'erreurs éventuelles seraient facilement identifiées. Cela signifie que l'article semble être rigoureux, sans préjugés ou erreurs importants. Il existe un petit risque de biais concernant la nature et la qualité des données initiales recueillies lors d'études précédentes, mais c'est le cas pour presque tous les articles de méta-analyse et nous n'avons aucune raison de penser que les auteurs n'ont pas effectué les contrôles nécessaires afin de vérifier les données finales utilisées.

Les auteurs de cet article offrent une analyse plus comparative de l’évolution du vieillissement et soulignent la grande diversité qui existe en ce qui concerne les «phénotypes» de ce trait. Ils mentionnent également le biais d'échantillonnage existant dans les études de vieillissement, qui est en partie la raison pour laquelle les théories évolutionnistes actuelles du vieillissement ne sont pas pertinentes pour un grand nombre d'organismes.
Ils proposent d'essayer d'incorporer une sénescence négligeable et négative dans les nouvelles approches théoriques et d'essayer d'inclure une plus grande variété de taxons (pas que des mammifères et des tétrapodes) dans les études empiriques. Enfin, il est intéressant de noter qu’ils introduisent l’importance de l’examen des relations phylogénétiques lorsqu’on étudie le vieillissement, car (comme pour les autres traits), ils peuvent contribuer à l’histoire évolutive des mécanismes impliqués.

Introduction aux problématiques posées par le vieillissement des organismes.
Cette introduction présente rapidement et clairement la controverse liée au rôle du vieillissement dans l'évolution.

Cette revue explique le vieillissement de manière générale et indique ses origines :
-environnementale (température ; disponibilité en nutriments)
-génétique (voies métaboliques, voies de signalisation)

Le phénomène de plasticité phénotypique, que j'appellerai variation phénotypique, est soulevé par les auteurs. Ce mécanisme est largement observé chez les micro-organismes dans une stratégie d'adaptation au milieu changeant. L'exemple utilisé par les auteurs est la différence phénotypique chez les insectes sociaux comme l'abeille : en fonction de la caste sociale, la nutrition est différente est amène à un phénotype différent. Un autre exemple est la persistance d'organismes par l'exécution d'un programme de latence en conditions nutritives défavorables. De cette manière, des facteurs environnementaux impactent le métabolisme donc le taux de vieillissement et, ainsi, la durée de vie.

L'exploration du génome humain, ainsi que des études transcriptomiques sur des souris, permettent l'identification de gènes impliqués dans la sénescence. Les voies cellulaires impliquées pourraient faire l'objet de thérapies médicales afin de contrer ou diminuer les effets du vieillissement. En particulier, les voies insuline/IGF sont ciblées car facilement "traitable" par une thérapie diététique. Etant donné l'implication des protéines de type Sirtuine dans l'allongement de l'espérance de vie de nombreux organismes, des thérapies se tentent de se baser sur l'activation de ces protéines chez l'homme. Une autre voie d'intérêt est celle impliquée par le régulateur mTOR dont l'activation favorise le vieillissement. Ainsi, des thérapies visant cette cible, comme le traitement à la rapamycine, semblent augmenter l'espérance de vie de modèles animaux.

Cependant, ces thérapies, hors mis la restriction calorique, sont efficaces en laboratoire dans certaines conditions physiologiques uniquement. Il est encore nécessaire de développer des molécules ciblant spécifiquement telle ou telle voie, ce qui sont des procédés lents et fastidieux. Aussi, l'implication multiple de ces voies dans la signalisation cellulaire, et notamment la croissance, rend difficile leur application qui pourrait avoir des effets néfastes pour l'organisme.

Une ouverture est faite sur les mécanismes épigénétiques, potentiel encore inexploré dans son rôle dans le vieillissement. De part leur rôle dans la régulation de l'expression des gènes, les marques épigénétiques représentent des cibles thérapeutiques potentielles dans le contrôle de gènes impliqués dans la sénescence.

Le premier auteur semble très réputé et sont champs de recherche concerne la dynamique du vieillissement en réponse à des thérapies, entre autre. Cependant, ses articles finissent souvent par critiquer négativement la faisabilité d'une thérapie anti-âge, ce qui semble indiquer sa grande rigueur et l'absence de conflits d'intérêt.

Premièrement, l'effet de l'environnement sur le vieillissement est illustré. Il est intéressant de remarquer que la réponse à l'environnement est génétique. Le couple environnement-génome est responsable du vieillissement. Cette observation semble réconcilier la théorie non programmée et la théorie programmée de la sénescence : l'environnement a tendance à diminuer la longévité par ses diverses pressions alors que la génétique permet de sauver les organismes de ces pressions (à nuancer avec des contre-exemples de génétique défavorable).

Ensuite, cette revue énumère les thérapies anti-âge disponibles ou en cours de développement. La conclusion de cet article est que trop peu de connaissances sont encore acquises sur le sujet du vieillissement pour que des thérapies efficaces soient mises en places. En revanche, la thérapie la plus accessible a montré une certaine efficacité à plusieurs échelles et commence à être largement utilisée dans diverses pathologies liées à l'âge.

La revue cite des articles, revues ou auteurs qui ont déjà analysés dans le cadre de cette controverse.

Dans cet article, l'auteur tente de fournir un cadre théorique dans lequel l'apparition et le maintien de la sénescence sont expliqués par des mécanismes évolutifs. Selon ses conclusions, la sénescence liée à l’âge peut en effet être considérée comme un caractère sélectionne, qui donne un avantage aux organismes qui le portent.
Pour ça il créer un modèle et il suit l’évolution des deux espèces dans un espace donné par plusieurs itérations des simulations, en utilisant une variété de valeurs de paramètre différentes. Les résultats des simulations montrent des différences importantes en fonction des valeurs des paramètres utilisés à chaque fois et il lui permettent de faire d’inférences concernant les mécanismes potentiels maintenant la sénescence dans la nature.

Approche de modélisation dans lequel deux espèces identiques sont en compétition dans une grille spatiale. La seule différence entre ces deux espèces est que l'un meurt de sénescence, alors que l'autre pourrait vivre éternellement, si aucun accident ou compétition ne se produit. Chaque individu est caractérisé par sa capacité à survivre un pas de temps supplémentaire (fitness) et, à chaque pas de temps, des organismes vivants peuvent produire une progéniture.
Les différentes situations examinées sont les suivantes:
Système stable sans mutation ni changements environnementaux **
Systèmes avec un effet aléatoire de mutation : chaque individu des deux espèces peut avoir une fitness supérieure, similaire ou inférieure à celle de ses parents
Systèmes avec changements environnementaux : la fitness diminue d'une valeur constante, d, à chaque pas de temps (génération) et exploration des valeurs différents de l'âge de la mort sénescente et de la dispersion

Système stable sans mutation ni changements environnementaux : l'espèce sénescente s'éteint toujours.
Systèmes avec un effet aléatoire de mutation : l'espèce vieillissante a tendance à avoir des valeurs de fitness supérieures à celles de l'espèce non-vieillissante. Tendance qui devient plus forte et plus robuste pour des taux de mutation plus élevés et pour des systèmes plus petits. Malgré cet effet de mutation, le résultat final reste l'extinction définitive de l'espèce sénescente.
Systèmes avec changements environnementaux : l'espèce sénescente a de très fortes probabilités de persister grâce q une augmentation progressive de sa fitness à chaque génération grâce aux pressions de sélection. Cela augmente avec l'augmentation du taux de mutation, de la dispersion et de l'âge de mort sénescent. Ces patrons sont inversés en faveur de l'espèce non-vieillissante lorsque ces trois paramètres sont supérieurs d'un seuil.

L'article est cohérent et écrit avec un bon flux d'arguments. Il est également suffisamment explicite concernant le modèle et les paramètres utilisés à chaque fois. L'auteur explique de manière analytique les détails des simulations effectuées.
Par ailleurs, il existe un certain nombre d’erreurs typographiques et la qualité des figures est assez mauvaise, ce qui donne l’impression que l’article n’a pas été examiné avec beaucoup d’attention avant sa publication, ni par l’auteur ni par la comite d’évaluation. En outre, l’auteur est principalement un physicien, ce qui peut signifier qu’il pourrait ne pas connaître suffisamment les systèmes biologiques, mais il pourrait être plus compétent en modélisation et en programmation. Enfin, le fait qu’il soit écrit par un seul auteur laisse supposer qu’il n’y a pas eu une variété de réflexions et d’opinions lors de l’analyse des résultats.

Cette théorie apporte un nouveau regard sur la conceptualisation du vieillissement par rapport à son environnement. L'auteur montre clairement comment les paramètres environnementaux et les caractéristiques d’un organisme ont un impact très important sur l’évolution de la sénescence, en maintenant ou en poussant jusqu’à extinction des espèces vieillissantes.
Il conclut également sur le fait que le vieillissement peur conférer un avantage par l'augmentation de la capacité d’adaptation à un nouvel environnement.

Cet article est une revue / perspective, proposant que certaines des théories existantes sur le vieillissement pourraient intégrer la notion de temps dans leurs prédictions de l'évolution du vieillissement.

Premièrement, les auteurs présentent des résultats d'études expérimentales indiquant que le temps consacré à la réparation et à la maintenance au cours de chaque cycle cellulaire est positivement corrélé à la durée de vie de l'espèce. Ils mentionnent des résultats confirmant que les espèces animales à vie courte (rongeurs) par rapport à celles à vie longue (comme les humains) ont:

• Surveillance du génome moins stricte pendant la réplication
• Réplication et réparation de l'ADN moins fidèles
• Élimination moins efficace des dommages cellulaires (pas de maintenance des cellules)
• Point de contrôle G2 ("G2 checkpoint") moins stable, donc un arrêt du cycle cellulaire pour vérifier si la cellule est apte à démarrer sa division moins stable et moins efficace.

Tout ce qui précède est le résultat du temps plus court alloué à chaque cycle cellulaire chez les espèces à vie courte.

Ils utilisent ensuite ces résultats pour proposer que les théories évolutives du vieillissement tiennent compte du fait que le temps dont dispose chaque espèce pour réparer son génome lors de la réplication cellulaire pourrait être un facteur limitant pour éviter la sénescence.
Ils présentent brièvement les principes des théories du soma jetable, du vieillissement quasi-programmé, des radicaux libres et de la théorie reproductive du vieillissement et expliquent comment le temps pourrait être intégré en tant que paramètre dans chacune d’elles.

Les auteurs et le journal sont crédibles et sans conflit d’intérêts. L'idée proposée est intéressante, l'élaboration et l'argumentation sont claires et cohérentes.
Un problème possible de l'article est que les résultats expérimentaux présentés proviennent pour la plupart d'études anciennes et qu'ils n'incluent pas une gamme diversifiée d'organismes. Spécifiquement, ils sont limités aux humains, aux souris, aux rats-taupes nus et à une espèce de poisson.

Les auteurs semblent accepter les théories évolutionnistes du vieillissement communes, qui proposent que la sénescence soit un «sous-produit» de la réduction des pressions de sélection avec l'âge et / ou un résultat de les dommages accumulées des cellules, donc elle n’apporte pas elle-même un gain en fitness.
Ils présentent brièvement les principes des théories du soma jetable, du vieillissement quasi-programmé, des radicaux libres et de la théorie reproductive du vieillissement.
Ils ne présentent pas de nouveaux arguments à l'appui d'une théorie spécifique parmi ceux mentionnés, mais ils offrent une vision du temps en tant que ressource qui doit être distribuée aux différentes fonctions de l'organisme, participant ainsi aux compromis ( "trade-offs") possibles au cours de l'évolution du vieillissement.

Cette review est une série de critique au papier de Kirkwood and Melov

Pour les effets des phéromones sur les levures observées par Kirkwood et Melov soutenant le concept traditionnel de mort non programmée, supposant que les levures constituent un organisme multicellulaire. Explication inssuffisante pour les auteurs car les bacteries ont aussi des exemples de morts programmée et qu’une fonction d’une phéromone inductrice du programme de mort de l’organisme a été découverte chez un mammifère.

Le vieillissement des muscles se développe plus rapidement que celui du cerveau et du système reproducteur (ex declin système immunitaires), une détérioration même minime entraînera une augmentation significative du taux de mortalité, on peut penser que les effets évolutifs du vieillissement chez les mammifères sauvages commencent à un âge relativement jeune. L'hypothèse selon laquelle le vieillissement est favorable à l'évolutivité suppose que la sélection naturelle n’élimine pas les caractéristiques du « programme » qui augmentent l'évolutivité mais sont contre-productives pour les individus. Une réponse pourrait être que dans tout mécanisme phénoptotique, il existe un composant bifonctionnel qui, outre son rôle dans un système contre-productif, est requis pour un autre système d'importance vitale. Par exemple, le cytochrome c impliqué dans la chaîne respiratoire et à la fonction létale d'activateur d'Apaf-1 impliqué dans la mort cellulaire.

L’argument de « Il existe peu de preuves que les organismes capable d'une seule reproduction sont activement détruit une fois que la reproduction est achevée » est démenti, avec des experiences sur les plants de soja.

La grande majorité des réserves formulées par Kirkwood et Melov peuvent être appliquées lorsque des phénoptoses aiguës sont envisagées. Les «énormes différences interindividuelles» entre les âges de décès avancées par Kirkwood et Melov . L'écart type de la durée de vie des êtres humains est plus grand que, par exemple, l'âge auquel les premières règles surviennent chez les filles (évènement programmé ontologiquement). Cependant, une logique simple indique que dans un tel calcul, il faut normaliser la valeur de déviation en fonction de l'âge, ce qui fait disparaitre les différences.

Cette revue se conclue sur le fait que le vieillissement est programmé, il peut être retardé, prévenu et peut-être même inversé par des traitements interrompant l'exécution de ce programme, tout comme nous pouvons déjà interrompre des programmes de mort cellulaire. En d'autres termes, le vieillissement programmé peut être guéri comme une maladie. En ce qui concerne le concept de non-vieillissement programmé, en supposant que l'accumulation occasionnelle de blessures stochastiques en soit la raison, il est assez pessimiste de trouver un moyen quelconque de succès du traitement

Cette rewiew est une critique directe a Kirkwood and Melov “On the programmed/non‐programmed nature of ageing within the life history”.

L'auteur est légitime car il a effectué de nombreuses recherches sur le viellissement. Il a proposé une théorie du vieillissement programmé basée sur l'évolutivité en 1997. Son concept de vieillissement programmé aide le processus d'évolution en libérant des ressources pour les membres plus jeunes et donc plus évolués d'une population.

Elle met en valeur des arguments pour le viellissement programmé

Cette review est une citique directe donc elle est moin structurée que les autres papiers.

Etude des voies métaboliques impliquées dans le vieillissement par comparaison entre une population de souris jeune et une population de souris âgée. L'objectif de l'étude est de mettre en évidence des différences métaboliques et d'identifier les voies principales altérées par le vieillissement.

Analyse comparative phénotypique, transcriptomique, biochimiques et métabolomique entre deux populations murines, jeunes et âgées.

Le test phénotypique entre les deux populations jeunes et âgées a montré une diminution des capacités physiques chez les souris âgées (respiration et endurance). Les souris âgées présentent aussi une taux de masse grasse plus important.

L'étude transcriptomique révèle une différence de plusieurs métabolites associés principalement au métabolisme du glucose et des acides gras entre les souris jeunes et âgées. Des facteurs de l'homéostasie redox cellulaire sont aussi variants entre les deux populations. Ainsi, on remarque certains facteurs très déterminants entre les deux populations :

• acide linoléique et acylcarnitine (circulation sanguine)
• maltose, glucose, glycero-3-phosphate (foie)
• panthotenate, hydroxyproline (muscle)

Les facteurs variants entre les deux populations sont classés en fonction de la précision de mesure et du pourcentage de différence entre les deux populations.
Un biais de ce genre d'étude est apporté par les modèles utilisés : les souris âgés ont une physiologie particulière qui modifie leur taux de croissance et leur besoin en nutriment, différent de la population jeune.

L'étude révèle des facteurs discriminants entre souris jeunes et âgées et apporte donc un outil de diagnostic de la sénescence (biomarqueurs). En outre, les auteurs démontrent un métabolisme différent et propose des voies métaboliques impliquées dans le vieillissement.

Chez l'homme et le nématode, le déclin reproductif lié à la perte de qualité des oocystes est lié à l'âge. La reproduction est régulée et est couplée au vieillissement somatique.

• La morphologie et la capacité d'un oocyste à être fécondé diminue avec l'âge. Ces oocystes malformés sont le résultat d'une diminution de l'activité mitotique avec l'âge. Un défaut de régulation des oocystes est observé, suggérant un défaut de la voie de l'apoptose avec l'âge. Par ailleurs, le développement d'embryons est compromis par une fécondation tardive.
• Il est observé une perte d'intégrité entre les tissus reproductifs et les tissus somatiques avec l'âge. Des mutants TGFb et Sma/Mab (fonctions somatiques) permettent l'augmentation de la durée de vie du système reproductif. Cette voie joue un rôle dans la croissance des tissus somatiques. Ces résultats indiquent des les tissus somatiques régulent négativement les tissus reproductifs et que la croissance de l'organisme est antagoniste à la maturation du système reproductif. Autrement dit, l'efficacité de la reproduction diminue sous l'action négative de l'organisme avec l'âge. Il a été montré que l'ablation du système reproductif permettait l'augmentation de l'espérance de vie, indiquant aussi une régulation négative du tissus germinal sur les tissus somatiques.

-Des mutants Daf2 (voie insulin/IGF) présentent une durée de vie et une reproduction améliorée se traduisant par une maintenance élevée des oocystes (régulation contrôlée).
Une restriction calorique, connu pour agir positivement sur l'espérance de vie, régule négativement l'activité reproductive.

Il semble que l'organisme subisse un compromis entre le maintien de la reproduction et la survie. L'adaptation et le succès reproductif sont liés mais il semble que la durée de vie serve la reproduction dans le sens ou le système reproductif nécessite une maturation.

Le vieillissement n'est pas une "usure" mais est plutôt régulé par des facteurs environnementaux influençant l'expression des gènes. De part cette régulation, des voies particulières sont impliquées dans la sénescence et sont listés dans cette revue.
Les études menées sur le nématodes ont permis de mettre en évidence plusieurs voies influençant la durée de vie :

• voie insuline/IGF : les mutants pour cette voie présentent une durée de vie doublée. Cette voie est activée par la nutrition (ex: sensation du glucose), indiquant que la nutrition est affecte négativement la durée de vie. Cette voie régule négativement l'activité de FOXO et DAF16 qui, eux, régulent positivement les gènes de réponses aux stress (protection de la cellule).
• voie FOXO : facteur de transcription dont l'activité influence le cycle cellulaire, la réparation de l'ADN, la détoxification. Chez les humains, des populations avec une grande espérance de vie présentent des variations importantes du gène codant le régulateur Foxo.
• voie TOR : senseur de nutriments (acides aminés), régulateur de la croissance et inhibition de l'autophagie en condition nutritionnelle riche. L'inhibition de TOR est équivalente à une restriction calorique, donc augmente la durée de vie.
• voie AMPK : senseur de conditions nutritionnelles pauvres (nutriments et ATP), favorise la production d'énergie en carence. La surexpression de la voie AMPK favorise la durée de vie, activateur de FOXO.
• protéines Sirtuine : facteur de séquestration des protéines cellulaires endommagées ; un stress oxidatif active FOXO par la voie des Sirtuine.
• système reproductif : l'ablation des gonades augmentent la durée de vie de 60%.

Il semble que la nutrition joue un rôle important dans l'activation des voies de signalisation cellulaire. Ces voies particulières permettent l'activation, ou la désactivation, de facteurs impliqués dans la sénescence.
Un lien est fait entre la reproduction et l'espérance de vie, suggérant un rôle régulateur important du système reproductif sur le vieillissement.

Identification des déterminants génétiques impliqués dans la sénescence.

Cet article part du principe que les taux de viellissement sont sous sélection, mais que les mécanismes sont mal compris . Il met en avant que les adaptations évolutives qui influencent le taux du vieillissement et différencient la durée de vie potentielle parmi les espèces sont mal comprises. Cet article est une étude de modélisation qui diffère des autres sur de nombreux points. Elle prends un taux du vieillissement basé sur des données actuarielles plutôt que la longévité maximale, de nombreux vertébrés pour en dégager une loi homogène, des variables du cycle de vie (comme la période de gestation). Des analyses multivariées sont utilisées pour rendre compte de la variation corrélée entre variables indépendantes. Chez les adultes la masse corporelle est traitée comme une variable indépendante, ce qui n'est pas toujours le cas. Enfin, les analyses reposent principalement sur les valeurs moyennes des familles taxonomiques plutôt que sur des contrastes phylogénétiquement indépendants.

Les taux de sénescence actuarielle chez les mammifères (168 espèces), les oiseaux (207), les reptiles (39) et les amphibiens (12) ont été estimés à partir des paramètres des fonctions de Weibull. La relation entre la survie à l'âge et l'âge a été utilisée pour ajuster les données de survie par régression non linéaire. Il aurait aussi été possible d'utiliser paramètres de Gompertz, également utilisés pour ajuster les données de mortalité et de survie liées à l'âge.

Les variables d'histoire de vie incluses dans cette analyse, en plus de la mortalité extrinsèque estimée à partir des courbes de survie, étaient la masse corporelle, la masse du nouveau-né, la période de gestation ou d'incubation, la période de sevrage (mammifères), le taux de croissance postnatal (mammifères et oiseaux) et l'âge de la femme. Les variables d’histoire de vie ont été extraites de la base de données AnAge. Les données ont été analysées dans un cadre de régression multiple utilisant des modèles AICc.

Le principal résultat de cette analyse est la forte relation entre le taux de vieillissement et l'âge à la maturité sexuelle chez les vertébrés terrestres.L'âge à la maturité est directement parallèle à la durée moyenne de la vie adulte, de sorte que le rapport sans dimension de ces nombres est invariant. La plupart des mammifères deviennent sexuellement matures avant la fin de leur croissance postnatale, alors que pratiquement tous les oiseaux mûrissent sexuellement longtemps après leur croissance. Ainsi, aucun modèle de vie, y compris le développement, la maturité et le vieillissement, ne varie chez les espèces de vertébrés que par l’agrandissement ou la contraction d’une échelle de temps commune. Ils discutent dans l'article des implications de l'age a la maturité comme variable importante dans le viellissement. Des mécanismes sous-jacents partagés régulant le taux de détérioration physiologique ou au le taux d'augmentation de la sensibilité aux maladies pourrait en découler.

Cet article n'as été réalisé que par un seul auteur. Elle prends en compte un modèle mathématique complexe. Ayant 8 ans, des études avec les données obtenues récemment et une utilisation de base de données multi-taxon pourrait permettre d'affiner les nombreuses hypothèses émises en discussion de cet article

Cet article met en évidence une relation générale entre le viellisement et l'age a la maturité du moins chez les vertébrés terrestres.

Le vieillissement des tissus musculaires est caractérisé par une perte de masse et de motricité. Il est décrit que le vieillissement du muscle, sous la dépendance d'hormones et de cytokines, est accompagné par une modification métabolique.
Il est suggéré que le muscle sénescent sur-exprime des gènes de réponse au stress (réponse aux cytokines) et réprime des gènes métaboliques (insensibilité aux hormones).

Etude transcriptomique sur les tissus musculaires de populations jeunes et âgées de souris. L'objectif est de révéler des gènes impliqués dans la sénescence.

Identification de 714 gènes différentiellement exprimés dans les tissus musculaires jeunes et âgés.
Le gène codant p53 est sur-exprimé dans les tissus âgés. p53 étant régulateur d'un grand nombre de gènes, ceux sous son influence sont aussi sur-exprimés. Les gènes médiés par p53 jouent un rôle dans l'induction de l'apoptose et dans la réponse aux stress ou encore dans le cycle cellulaire.

Il est important de noter qu'une restriction calorique appliquée à la population âgée permet la réversion de l'état transcriptomique des tissus vers un profil de souris jeunes.

Des études de transgéniques altérant la voie p53 ont permis l'augmentation de la durée de vie chez des souris.

Finalement, le muscle âgé est très réduit dans son métabolisme énergétique et dans son catabolisme. A l'inverse, il est très actif en réponse aux stress, notamment inflammatoires.

Cette étude a identifié des voies génétiques impliquée dans le vieillissement. Il semble que la voie médiée par p53 soit un facteur favorisant la sénescence par activation de l'apoptose cellulaire en réponse au stress ou à des altérations génomiques. Aussi, il semble que les voies de production d'énergie soient réprimées altérant ainsi le métabolisme cellulaire.

La voie p53 est une voie sur-exprimée chez les individus âgés. Elle est conservée et sélectionnée par l'évolution en tant que moteur favorisant la sénescence, donc accélérant le déclin des individus âgés peu adaptés.
Cette étude semble indiquer que le vieillissement est un désavantage chez la souris, d'où l'accélération du processus de vieillissement dans une population âgée.

A partir d'un certain âge, la cellule régule négativement son métabolisme. Est-ce que la reproduction est régulatrice de l'homéostasie ?

Des résultats montrent qu’un programme génétique pourrait réguler le niveau de protection contre des dommages aléatoires. Il existe différentes théories du viellissement :

*La théorie des radicaux libres * : Cette théorie propose que l’oxygène produites dans le cadre du métabolisme normal provoquent le vieillissement en endommageant lentement les macromolécules.

*La théorie du soma-jetable *: Proposée par Weismann qui suggère que les dommages chimiques et mécaniques sont en principe réparables. Elle inclut des compromis entre la fertilité ou la croissance et longévité (observés chez la plupart des organismes à vie longue). Elle est encore discutée à l’heure actuelle.

La théorie de la pléiotropie antagoniste : Les allèles qui entraînent un viellissement peuvent être sélectionnés s'ils présentent des avantages tôt dans la vie. Cependant, cette théorie n’est pas cohérente avec l’observation selon laquelle certaines mutations prolongeant la vie ne causent pas de désavantages évidents pour la croissance ou la fertilité. Mais de même cette hypothèse n’est pas encore tranchée car les défauts qui entraînent une réduction significative de la fitness ne sont pas facilement détectables.

La théorie de l’accumulation de mutations : La force de sélection décroît avec l'âge et la faiblesse de la sélection pourrait entraîner l'accumulation de mutations ayant des effets délétères tard dans la vie dans le génome. Cette théorie a perdu la faveur de ces dernières années en raison des preuves limitées à l'appui, ainsi que du fait que les données appuient davantage la théorie antagoniste de la pléiotropie.

La théorie de la longévité programmée : La présence de nombreuses mutations qui permettent la longévité suggère qu’il y aurait un « programme de longévité » proposant que la principale cause du vieillissement soit l'inactivation ou le déclin génétiquement programmés dans un système qui empêche normalement les dommages en régulant la protection, la réparation et le remplacement des gènes. Il pourrait être activé par des périodes de grands stress comme une famine (mis en évidence chez des mouches d’une augmentation de longévité après famine).

La théorie du viellissement altruiste programmé : Suggère que le vieillissement est programmé de sorte que les organismes vieillissent et meurent au profit d'individus apparentés ou de leur groupe. Théoriquement, le vieillissement pourrait apporter des avantages à long terme au niveau du groupe ou de la population, notamment la stabilisation de la population, une diversité génétique accrue, un raccourcissement du cycle de génération effectif et une accélération du rythme d'adaptation. Les extinctions locales dues à la surpopulation pourraient favoriser une sorte de sélection suffisamment forte et rapide au niveau de la population pour maîtriser les coûts individuels du vieillissement programmé. De nombreux appuis sont proposés par les auteurs pour appuyer cette théorie, notamment sur les levures, après 90-99% d’extinction, les survivants se développent beaucoup mieux. Les expériences de compétition permettent également de mettre en évidence un programme qui réduit la survie pour optimiser la condition physique des organismes apparentés. Les auteurs mettent en avant qu'il serait surprenant que l'association entre l'augmentation des niveaux de superoxyde, des marqueurs de l'apoptose, une durée de vie plus courte et la fréquence de la croissance aprés perturbation ne fasse pas partie d'un mécanisme d'adaptation. L’existence d’un vieillissement programmé et altruiste n’a pas encore été démontré expérimentalement chez les eucaryotes multicellulaires, mais des études sur des plantes et animaux indiquent que cela pourrait se produire (ex : chez Adactylidium, les jeune éclosent à l’intérieur du corps de la mère et mangent leur sortie).

Pour ce qui est des organismes unicellulaire, des experiences de démonstration sont apportées, mais il y a une extrapolation de ces résultats aux organismes multicellulaires sans démonstations conséquentes.

Elle apporte une théorie supplémentaires sur le viellissement programmé: "La théorie du viellissement altruiste programmé", tout en se basant sur des preuves expérimentales.

Les auteurs se positionnent dans le modèle de pléiotropie antagoniste et examinent comment l’incorporation de l’interaction environnement-état physiologique d'un individu dans celle-ci affectera l’évolution de la sénescence.

Afin de tester l’évolution des paramètres de sénescence, ils créent des modèles mathématiques pour la probabilité de survie d’un âge à l’autre et pour le taux de mortalité, dépendant de l’environnement, de l’état physiologique de l’individu et de ses interactions.
Ils recherchent ensuite la valeur d’un trait pour lequel la fitness de la population atteint son maximum. Après avoir eu l’équation qui modélise la direction du changement de cette valeur optimale du trait , ils explorent comment le taux d’augmentation intrinsèque (r) et le succès de reproduction (R) se comporteront sur la base de ce modèle.

Leurs prédictions théoriques montrent qu’une mortalité extrinsèque plus élevée en raison de l’interaction état physiologique-environnement, diminue la probabilité de survie d’un individu d’un âge à l’autre, ce qui a pour effet de réduire l’effet de la sélection contre la détérioration physique et de favoriser une sénescence plus rapide.
En même temps, l’effet de la détérioration physique sur la mortalité par interaction à un âge donné entraîne une sélection plus forte contre la détérioration à chaque âge. Quelle que soit la cohorte d’âge, les individus qui survivront jusqu’à la cohorte suivante auront une meilleure condition physique, car la mortalité accrue des individus d'un état détérioré renforcera la fitness des individus d'un bon état.