Les petites vésicules extracellulaires dans le plasma jeune inversent le déclin fonctionnel lié à l’âge en améliorant le métabolisme énergétique mitochondrial

Introduction

Ces dernières années, les études sur la parabiose hétérochronique ont révélé des effets régénérateurs significatifs du sang jeune sur les tissus âgés. Cependant, les mécanismes régénérateurs spécifiques restent à être pleinement élucidés. Cet article montre que de petites vésicules extracellulaires (sEVs) provenant du plasma de jeunes souris peuvent contrer le vieillissement existant au niveau moléculaire, mitochondrial, cellulaire et physiologique. Les sEVs jeunes injectés par voie intraveineuse dans des souris âgées prolongent leur durée de vie, atténuent le phénotype de vieillissement et améliorent le déclin fonctionnel lié à l’âge dans plusieurs tissus. L’analyse protéomique quantitative révèle que le traitement par sEVs jeunes entraîne des changements significatifs dans le protéome des tissus vieillissants, étroitement liés aux processus métaboliques. Les études mécanistiques suggèrent que les sEVs jeunes stimulent principalement l’expression de PGC-1α dans le corps et in vitro grâce à leur cargaison de miRNA, améliorant ainsi la fonction mitochondriale et atténuant les défauts mitochondriaux. En résumé, cette étude démontre que les sEVs jeunes inversent au moins en partie les changements dégénératifs et le déclin fonctionnel lié à l’âge en stimulant l’expression de PGC-1α et en améliorant le métabolisme énergétique mitochondrial.

Origine de l’article

Cet article a été co-rédigé par Xiaorui Chen, Yang Luo, Qing Zhu, Jingzi Zhang et d’autres chercheurs, affiliés au Centre de médecine de la reproduction et au Département d’andrologie de l’Hôpital de Gulou à Nanjing, à la Faculté des sciences de la vie de l’Université de Nanjing et au Premier Hôpital affilié à l’Université médicale de Nanjing, entre autres. L’article a été publié dans le numéro de juin 2024 de la revue “Nature Aging”.

Description détaillée du protocole de recherche

Procédures et sujets expérimentaux

Le protocole expérimental de cet article peut être divisé en plusieurs étapes : 1. Extraction et purification des sEVs : Les chercheurs ont d’abord extrait et purifié les sEVs à partir du plasma de souris jeunes (2 mois) et âgées (20 mois). L’existence et les caractéristiques des sEVs ont été certifiées par analyse de nanoparticules (NTA) et microscopie électronique en transmission (TEM). 2. Effet des sEVs sur la durée de vie et l’indice de fragilité des souris âgées : Les sEVs jeunes purifiés ont été injectés par voie intraveineuse aux souris âgées, une fois par semaine jusqu’à leur mort, et l’impact sur la durée de vie des souris âgées a été analysé par des courbes de survie de Kaplan-Meier. Les résultats montrent que les sEVs jeunes ont prolongé la durée de vie médiane des souris âgées de 12.42%. 3. Effets physiologiques globaux du traitement par sEVs à court et à long terme : Une série d’expériences comportementales et de tests physiologiques ont évalué les effets à court et à long terme des sEVs, y compris la fonction cognitive, la qualité du sperme, la santé métabolique, les performances cardiaques, la densité osseuse et le volume des régions cérébrales. 4. Effet des sEVs sur la fonction mitochondriale des souris âgées : La production d’ATP mitochondriale, l’activité des complexes respiratoires, le nombre de copies d’ADNmt et les changements de qualité et de morphologie mitochondriales après le traitement par sEVs ont été mesurés en détail. 5. Étude du mécanisme d’action des cargaisons de miRNA des sEVs : À travers le séquençage en profondeur de petits ARN et la revue de la littérature, des miRNA variant significativement entre les sEVs du plasma de différents groupes d’âge ont été identifiés, et leur rôle dans la régulation de l’expression de PGC-1α a été validé par des expériences fonctionnelles.

Principaux résultats de la recherche

1. Prolongation de la durée de vie et amélioration de l’indice de fragilité : La durée de vie des souris âgées ayant reçu une injection de sEVs jeunes a été significativement prolongée, et leur indice de fragilité a diminué, avec une apparence plus saine.
2. Amélioration de la fonction de plusieurs organes : Des améliorations significatives ont été observées dans diverses fonctions, y compris la qualité et la fertilité du sperme, la santé métabolique, la fonction cardiaque, la densité osseuse, et le volume des régions cérébrales.
3. Amélioration de la fonction mitochondriale : Les sEVs jeunes ont significativement augmenté la taux de production d’ATP et l’activité des complexes respiratoires, augmenté le nombre de copies d’ADNmt, et amélioré la qualité et la morphologie mitochondriales.
4. Rôle clé des cargaisons de miRNA : Les miRNA des sEVs du plasma de différents âges varient significativement, et les miR-144-3p, miR-149-5p, et miR-455-3p, plus abondants dans les sEVs jeunes, ont été prouvés capables d’améliorer le métabolisme énergétique mitochondrial en renforçant l’expression de PGC-1α.

Valeur de la conclusion

La conclusion de cette étude est que les sEVs jeunes, en transportant des miRNA spécifiques et en activant l’expression de PGC-1α, inversent le phénotype de vieillissement des souris âgées, prolongeant leur vie et am