Une étude, dont les résultats intitulés «Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de modifier, grâce à trois gènes, les marques du vieillissement dans le génome de souris, puisque ces rongeurs ont retrouvé l'acuité visuelle de leur jeunesse.

Alors que la communauté scientifique pense que le vieillissement «est dû à l'accumulation de modifications épigénétiques qui altèrent le fonctionnement normal des gènes», l'étude ici présentée propose «une idée séduisante mais encore controversée : inverser les marques du temps accumulées dans le génome pour effacer le vieillissement» sans prouver formellement cette théorie, mais en rapportant «une série d'expériences qui la supporte».

Grâce à un cocktail de trois gènes, Oct4, Sox2 et Klf4 (noté aussi OSK) qui «sont utilisés depuis une dizaine d'années dans des expériences de dédifférenciation cellulaire», l'étude est parvenue «à limiter la dégénérescence des neurones et à promouvoir leur régénération» de sorte que les souris atteintes de glaucome ont alors récupéré leur acuité visuelle».

Concrètement, il s'agissait «là de transformer une cellule adulte différenciée en une cellule souche pluripotente, un état qu'on peut qualifier de juvénile» («les cellules souches pluripotentes sont capables de se différencier en plusieurs types cellulaires distincts»), l'objectif n'étant «pas de rajeunir les cellules en jouant sur leur identité, ou leur différenciation, mais bien en modifiant leurs marqueurs épigénétiques, et plus spécifiquement les groupements méthyl».

Dans la première expérience concernant l'effet du trio de 'gènes reprogrammants' sur la régénération des neurones, l'étude s'est intéressée «aux cellules ganglionnaires rétiniennes, qui font partie du nerf optique situé derrière l'œil». Chez des souris adultes, le nerf optique a été endommagé avec des forceps, puis les gènes OSK («les trois gènes dans un même virus adénoassocié)» ont été injectés. Ce traitement a non seulement «permis de limiter la mort cellulaire des neurones endommagés, mais aussi de stimuler la croissance de nouveaux».

Comme «sous forme embryonnaire et après leur naissance, les neurones sont capables de se régénérer chez les souris», une capacité qui disparaît avec le temps, l'injection des gènes OSK a eu un effet 'anti-âge', «en restaurant une capacité des neurones uniquement présente chez les animaux jeunes». En outre, «quatre jours après la blessure aux forceps, le processus de méthylation s'est accéléré dans les cellules ganglionnaires rétiniennes». Les motifs de méthylation correspondent «à ceux d'une cellule en fin de vie», mais, par leur activité, «les gènes OSK les ont tout simplement inversés sur tout l'ADN», plus particulièrement «autour des gènes impliqués dans la détection de la lumière et la transmission synaptique». Ainsi, «les neurones ont retrouvé une seconde jeunesse».

La deuxième expérience a eu «pour sujet une maladie oculaire qui apparaît avec l'âge  : le glaucome, «associé à l'augmentation progressive de la pression intra-oculaire qui endommage le nerf optique et conduit à une perte de la vision progressive». Cette maladie a été mimée chez les souris, en augmentant artificiellement la pression oculaire par l'injection de billes «dans la chambre antérieure de l'œil». Puis, «après 21 jours, les gènes OSK ont été injectés».

Il a été alors constaté que l'œil traité a présenté «une densité d'axones fonctionnels plus importante que l'œil malade non traité». Un test de vue passé par les souris montre que «celles traitées ont recouvré la vue, pas en totalité, mais à hauteur de 50 % de ce qu'elles avaient perdu».

Dans la dernière expérience, les gènes reprogrammants ont été injectés «dans les yeux de souris âgées d'un an environ» («à cet âge, leur vision a déjà diminué par rapport à celle des plus jeunes», puisqu'elle «est environ 15 % plus faible que chez les souris âgées de cinq mois»). Il a été observé que après «quatre semaines de traitement, les vieilles souris voient aussi bien que les plus jeunes», leur modification épigénétique présentant le même profil».

En fin de compte, ces expériences «montrent que les cellules répondent aux gènes OSK par le réajustement des modifications épigénétiques qu'elles portent, les faisant correspondre à celles observées chez des sujets plus jeunes». Cependant, la réussite des injections est «dépendante de la présence et de l'activité des déméthylases (TET1 et TET2), les enzymes qui retirent les groupements méthyl de l'ADN», de sorte que, chez les souris en ayant moins, «les résultats se sont avérés moins impressionnants».