Épigénétique et vieillissement

Comment l’épigénétique est associée au vieillissement

Epigenetics and aging: How is epigenetics linked to aging?

Ancien directeur de l’institut de biologie physico-chimique, Fondation Edmond de Rothschild, 13 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris, France

^* JPierre.henry@orange.fr

Résumé

L’épigénétique étudie les modifications chimiques qui régulent l’expression des gènes sans changement de séquence de l’ADN. L’existence d’un lien entre méthylation des paires CpG de l’ADN, une caractéristique de l’épigénome, et vieillissement a été montrée : un nombre limité de ces paires voit en effet sa méthylation augmenter ou diminuer, avec l’âge. La variation de méthylation sur l’ensemble de l’ADN permet ainsi de définir un « âge épigénétique », qui est corrélé avec l’âge chronologique. Chez des individus jeunes, la courbe moyenne de méthylation selon l’âge permet de repérer la qualité de leur vieillissement. Ces résultats sont surprenants car ils sont obtenus sur des tissus dont la durée de vie est pourtant variable. Certaines paires CpG sont organisées en réseaux dans lesquels on observe des co-méthylations, réseaux qui impliquent des gènes participant à la régulation de la morphogenèse ou de la différenciation cellulaire. Ces réseaux seraient les effecteurs de cette horloge épigénétique.

Abstract

Links between aging and epigenetics have been revealed by bio-mathematicians. Methylation of cytosine, which is a characteristic of the epigenome, varies with age on some ADN loci, increasing or decreasing. From an analysis of the methylome, algorithms giving an “epigenetic age” were obtained, strongly correlated with the age. Surprisingly, this approach could be applied consistently to different tissues or unpurified cells. It was successfully applied to tissues of 185 mammalian species. The epigenetic age of embryonic pluripotent stem cells is nearly zero and it decreases to “ground zero” during gastrulation. The average methylation curve as a function of age allows discrimination between slowly or rapidly aging individuals. At the present time, more than 10 different epigenetic clocks have been proposed for medical applications. The localization of aging-sensitive CpG pairs on the genome revealed networks of “co-methylation”, involved in different functions such as regulation of morphogenesis or cell differentiation. From these studies, aging appears as a continuous process, with the epigenetic clock starting to “tick” in the embryo.