Rôle du métabolisme énergétique dans un contexte de vieillissement chez C. elegans

Abstract

L’incidence constante des maladies liées à l’âge reflète un réel enjeu dans nos sociétés actuelles, principalement lorsqu’il est question des cas de cancers, d’accidents cérébraux et de maladies neurodégénératives. Ces désordres sont liés à l’augmentation de l’espérance de vie et à un vieillissement de la population. Les coûts, estimés en milliards de dollars, représentent des sommes de plus en plus importantes. Bien que les efforts déployés soient importants, aucun traitement n’a encore été trouvé. Les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, de Parkinson, d’Huntington ou la sclérose latérale amyotrophique (SLA), caractérisées par la dégénérescence d’un type neuronal spécifique à chaque pathologie, représentent un défi important. Les mécanismes de déclenchement de la pathologie sont encore nébuleux, de plus il est maintenant clair que certains de ces désordres impliquent de nombreux gènes impliqués dans diverses voies de signalisation induisant le dysfonctionnement de processus biologiques importants, tel que le métabolisme. Dans nos sociétés occidentales, une problématique, directement lié à notre style de vie s’ajoute. L’augmentation des quantités de sucre et de gras dans nos diètes a amené à un accroissement des cas de diabètes de type II, d’obésité et de maladies coronariennes. Néanmoins, le métabolisme du glucose, principale source énergétique du cerveau, est primordial à la survie de n’importe quel organisme. Lors de ces travaux, deux études effectuées à l’aide de l’organisme Caenorhabditis elegans ont porté sur un rôle protecteur du glucose dans un contexte de vieillissement pathologique et dans des conditions de stress cellulaire. Le vieillissement semble accéléré dans un environnement enrichi en glucose. Cependant, les sujets traités ont démontré une résistance importante à différents stress et aussi à la présence de protéines toxiques impliquées dans la SLA et la maladie de Huntington. Dans un deuxième temps, nous avons démontré que ces effets peuvent aussi être transmis à la génération suivante. Un environnement enrichi en glucose a pour bénéfice de permettre une meilleure résistance de la progéniture, sans pour autant transmettre les effets néfastes dû au vieillissement accéléré.

The constant increase of the cases of age-related diseases, including cancers, cerebral accidents and neurodegenerative diseases raises a real problem in our current societies. These disorders are very strongly linked to the increase of life expectancy and to the ageing population. The costs, estimated in billion dollars, requiring vast medical resources and very few treatments exist today. Neuronal diseases, such as the Alzheimer's, Parkinson’s, Huntington’s disease and amyotrophic lateral sclerosis (ALS) are characterized by the degeneration of various types of neurons. This represents an important challenge because besides the lack of understanding the underlying mechanisms related to their pathology, it is now clear that some of these disorders involve several genes and lead to the dysfunction of fundmental biological processes such as metabolism. In western societies lifestyle and dietary practices may contribute to disease. The increased quantities of sugar and fat in western diets are thought to contribute to the rise of metabolic disorders, including Type II diabetes, obesity and coronary diseases. Nevertheless, it is important to understand that the metabolism of glucose, the brain’s main energy source, is essential for survival. In this thesis, two studies using the model organism Caenorhabditis elegans investigated a potential protective role of the glucose in a context of pathological ageing and in conditions of cellular stress. Although ageing seems accelerated in a glucose enriched environment, the test subjects demonstrated an improved resistance to numerous stresses including against toxic proteins involved in the ALS and Huntington's disease. Secondly, it appeared that these effects can be heritably transmitted to successive generations of animals. Thus, a glucose enriched environment allows for increased stress resistance in the offspring, without transmitting the negative effects of accelerated ageing.