Une première étude dans son genre, menée par des chercheurs de l’Université de Pittsburgh School of Medicine, a montré que le le rythme circadien de l’activité des gènes change à mesure que l’on vieillit.

Les résultats de l’étude,  publiés en ligne sur le site Proceedings of the National Academy of Sciences, suggèrent également qu’un nouveau rythme biologique s’installe à mesure que l’on vieillit. Les chercheurs ont analysé plusieurs milliers de gènes à partir de de près de 150 cerveaux humains.

Qu’est-ce que le rythme circadien ?

Le rythme circadien est défini par l’alternance entre la veille et le sommeil. Il est d’environ 24 heures et peut varier d’un individu à l’autre.

Un lien entre la génétique et le changement de rythme circadien

« Le rythme circadien est de 24 heures environ et contrôle presque tous les processus du cerveau et du corps, tels que les cycles de sommeil et d’éveil, le métabolisme, la vigilance et de la cognition », explique Colleen McClung, Ph.D., professeur agrégé de psychiatrie de Pitt School of Medicine et co-auteur de l’étude. Ces modèles d’activité quotidiens sont réglementés par certains gènes qui se trouvent dans presque toutes les cellules, mais ont rarement été étudiés dans le cerveau humain.

« Des études ont établi que les personnes âgées ont tendance à mieux effectuer les tâches cognitives complexes le matin et à moins bien les réaliser au fil de la journée, déclare le Dr McClung. Nous savons aussi que le rythme circadien change avec l’âge, ce qui conduit à l’éveil plus tôt le matin, à moins d’heures de sommeil, et à avoir des rythmes moins énergiques »

En outre, la présence de changements génétiques ou «vieillissement moléculaire» dans le cerveau ont été précédemment démontrés par le co-enquêteur  principale dans cette étude,  Etienne Sibille, Ph.D., ancien professeur de psychiatrie à l’École de médecine Pitt et maintenant président de la Campbell Family Chair en neuroscience clinique au Centre de toxicomanie et de santé mentale de l’Université de Toronto.

Pour cette nouvelle étude, les chercheurs ont décidé d’examiner les effets du vieillissement normal sur les rythmes moléculaires dans le cortex préfrontal humain, une zone du cerveau impliquée dans l’apprentissage, la mémoire et d’autres aspects de la performance cognitive.

Quand les gènes de l’horloge modifient le habitudes des plus âgés

L’équipe a examiné des échantillons de cerveau de 146 personnes sans antécédents de santé mentale ni problèmes neurologiques. Ils ont classé les cerveaux selon qu’ils appartenaient à des individus âgés de moins de 40 ans ou de plus de 60, et ont utilisé une technique statistique nouvellement développée pour analyser deux échantillons de tissus du cortex préfrontal.
En s’appuyant sur les informations dont ils disposaient sur l’heure du décès, ils ont identifié 235 gènes de base qui composent l’horloge moléculaire dans cette partie du cerveau.

Tandis que pour les plus jeunes, les gènes dit « de l’horloge », qui régulent le rythme circadien étaient stables, les chercheurs ont constaté une perte de rythme dans beaucoup de ces gènes chez les plus âgés. Ceci pourrait expliquer certains des changements qui se produisent au niveau du sommeil, de la cognition et de l’humeur à mesure qu’on avance en âge.

À sa grande surprise, l’équipe a également trouvé un ensemble de gènes qui a gagné en rythmicité chez les personnes âgées. Cette découverte pourrait être utile dans le développement de traitements pour des problèmes cognitifs et de sommeil qui peuvent se produire avec le vieillissement.

Pour les prochaines étapes, les chercheurs vont explorer la fonction des gènes circadien-rythmiques du cerveau dans en laboratoire et sur les animaux, et vont également voir si ces gènes sont altérés chez les personnes qui ont des maladies psychiatriques ou neurologiques.