La chaleur extrême peut accélérer le vieillissement des personnes âgées

Tout comme le soleil fait vieillir la peau , la chaleur fait de même sur l’ensemble du corps. Une étude utilisant des échantillons de sang de milliers d’Américains âgés montre que ceux qui vivent dans des zones où les températures sont extrêmes présentent une plus grande sénescence au niveau cellulaire. Les travaux, publiés dans Science Advances , révèlent qu'un processus moléculaire de base de l'expression génétique est altéré des semaines et des mois après les jours caniculaires. Ces résultats reproduisent des résultats similaires trouvés auprès des populations allemandes et taïwanaises. Le mécanisme exact par lequel un thermomètre en fuite accélère le vieillissement n’est pas encore clair. Mais l’accumulation de preuves, notamment dans le contexte du changement climatique, nous oblige à placer la chaleur excessive aux côtés du tabac et de la pollution parmi les facteurs environnementaux qui raccourcissent la vie.

Peu de gens meurent d’un coup de chaleur ; la plupart de ceux qui meurent des vagues de chaleur de plus en plus fréquentes, longues et intenses meurent d’une chose au nom quelque peu macabre : l’effet moisson : des personnes souffrant d’un problème médical antérieur ou, surtout, des personnes âgées, qui meurent à cause d’un événement de température extrême plus tôt que ne l’indique leur âge chronologique. Mais sans tuer, la chaleur peut déjà causer beaucoup de dégâts, en particulier sur le corps des personnes relativement âgées. Pour le déterminer, des chercheurs de la Leonard Davis School of Gerontology de l’Université de Californie du Sud (États-Unis) ont analysé des échantillons de sang de 3 686 Américains de plus de 56 ans.

L’exposition fait partie d’un projet national qui surveille l’état de santé des participants. Mais ce qui intéressait Eunyoung Choi et Jennifer Ailshire, chercheurs à l’Université de Californie, était une chose très spécifique : la méthylation de l’ADN. Il s’agit d’un processus biochimique de base pour l’organisme par lequel des marques chimiques sont ajoutées à l’ADN qui fonctionnent comme des commutateurs génétiques. Il y a quelques années, on a découvert que son fonctionnement est variable et que cette variabilité dépend de divers facteurs, parmi lesquels se distingue le passage du temps. Aujourd’hui, le degré de méthylation de l’ADN est l’un des principaux biomarqueurs permettant de déterminer l’âge biologique, qui ne coïncide pas toujours avec l’âge chronologique. Grâce à ces informations, plusieurs horloges épigénétiques ont été développées que les chercheurs utilisent pour mesurer le vieillissement.

« La méthylation de l’ADN est un processus qui régule l’expression des gènes, c’est-à-dire qu’elle active ou désactive les gènes sans modifier le code génétique lui-même », explique Choi, premier auteur de l’étude de Science Advances . « Il a été démontré que les facteurs de stress environnementaux tels que la chaleur, la pollution de l’air et le stress psychologique influencent les schémas de méthylation de l’ADN », ajoute-t-elle. Mais dans le cas des températures, ce que l'on sait est dû à des expériences avec différents organismes de laboratoire, depuis les nématodes comme C. elegans jusqu'aux souris classiques. « Dans le cas de la chaleur, une exposition prolongée peut déclencher des réponses physiologiques au stress, telles que l’inflammation et le stress oxydatif, qui, à leur tour, peuvent entraîner des changements dans la méthylation de l’ADN », ajoute le chercheur.

Après avoir étudié les schémas de méthylation dans le sang des personnes âgées de l'échantillon à l'aide de trois horloges épigénétiques différentes, les chercheurs ont placé chacun des participants sur une carte des États-Unis alimentée par des données de température et d'humidité à différentes plages de temps, de quelques semaines avant chaque série de prises de sang à plusieurs mois.

« Notre étude a révélé que les personnes âgées vivant dans des régions où les journées sont extrêmement chaudes présentaient un vieillissement biologique plus rapide que celles vivant dans des régions plus fraîches », a déclaré Choi dans un courriel. En regardant la carte ci-dessous, il est immédiatement clair que la plupart des comtés où des événements de température élevée se sont produits sont concentrés dans le sud-est des États-Unis, où se trouvent la Floride, le sud du bassin du Mississippi et une grande partie du Texas et la frontière avec le Mexique. C’est dans ces zones que se concentrent les personnes âgées, dont l’âge biologique s’accélère. Cette accélération du vieillissement épigénétique a été associée à un risque accru de maladies chroniques, telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète et la mortalité. Cependant, la chercheuse elle-même souligne qu'il s'agit d'une « étude observationnelle, ce qui signifie que nous ne pouvons pas établir de causalité définitive ». Cependant, Choi conclut : « l’association que nous avons observée suggère qu’une exposition prolongée à une chaleur extrême peut contribuer à un vieillissement accéléré au niveau moléculaire. »

Le Dr Alexandra Schneider, responsable du groupe de recherche sur les risques environnementaux au Centre Helmholtz de Munich, en Allemagne, n'a pas participé aux travaux de Choi et Ailshire mais a dirigé ses propres recherches, publiées en 2023 . C’était la première fois qu’ils trouvaient une association entre l’exposition à moyen terme à la chaleur et l’accélération du vieillissement épigénétique. Ils ont analysé la méthylation de l'ADN de 3 500 habitants de la ville d'Augsbourg et de son arrondissement en prélevant des échantillons de sang successifs et en les corrélant avec la température quatre à huit semaines avant le prélèvement. Comme l’ont observé plus tard les chercheurs américains, l’équipe allemande a découvert que plus la température était élevée, plus le vieillissement était rapide.

« Les méthodes utilisées dans la nouvelle étude me semblent toutes valables. « Ils utilisent des horloges épigénétiques de première, deuxième et troisième génération pour les comparer », explique Schneider dans un e-mail à propos du travail de Choi et Ailshire. « Je ne suis pas surpris par les résultats, car nous avons trouvé des effets comparables dans notre étude », ajoute l’Allemand, qui conclut : « Dans l’ensemble, les résultats indiquent que l’accélération épigénétique du vieillissement est un processus qui renforce les associations souvent observées entre les températures élevées et la mortalité ou les maladies liées à l’âge. »

Entre les travaux des Allemands et des Américains, des chercheurs de l'Université nationale de Taiwan ont publié en avril 2024 ce qu'ils considèrent comme le premier travail sur l'association entre température et méthylation de l'ADN chez l'ethnie Han (les Chinois eux-mêmes), qui représente environ 20 % de la population mondiale. Dans son cas, l’échantillon était d’un peu plus de 2 000 personnes. Là encore, comme dans les travaux précédents et suivants, ils ont trouvé une corrélation entre la chaleur et le vieillissement biologique accéléré. Cependant, dans ce cas, l’échantillon ne se limitait pas aux personnes âgées, il comprenait des participants âgés de 20 à 70 ans, ce qui indique que les effets nocifs de la chaleur ne se limiteraient pas aux personnes âgées.

Le Dr Manel Esteller, chercheur en épigénétique du cancer à la Fondation Josep Carreras, souligne que l’âge chronologique, déterminé par la date de naissance, ne doit pas nécessairement coïncider avec l’âge biologique, « comme le démontre le vieillissement des fumeurs ». Concernant la chaleur, il rappelle qu’il n’y a aucun indice quant à savoir s’ils mourront plus tôt, « mais ils ont vieilli ». Il précise ensuite que ce que l’on découvre, ce sont les effets des températures extrêmes, des pics de chaleur. En fait, deux des études, l’allemande et la taïwanaise, ont été menées auprès de populations habituées à des températures douces. « Si vous vivez dans une zone torride, il y a des adaptations », explique le scientifique.

Ce qui est pertinent ici, c’est la capacité du corps à s’adapter à l’augmentation des températures. Des études sur les populations espagnoles ont montré une adaptation relative à la chaleur, ce qui expliquerait pourquoi moins de personnes meurent pendant les étés chauds qu’au cours des décennies passées. Mais vieillir, c’est autre chose. Comme l’explique Choi, premier auteur de l’étude réalisée auprès de personnes âgées américaines : « Bien que nous ne puissions pas exclure la possibilité qu’un certain degré d’adaptation puisse se produire dans les populations constamment exposées à des températures élevées, cela ne signifie pas nécessairement qu’elles sont immunisées contre le coût biologique d’une exposition chronique et extrême à la chaleur. »

Comme Esteller, son collègue, le Dr José Ignacio Martín-Subero, chef du groupe d'épigénomique biomédicale IDIBAPS à l'hôpital Clínic de Barcelone, rappelle que « l'exposition à une chaleur extrême ne signifie pas nécessairement que vous vivrez moins longtemps, mais vous êtes plus vulnérable ». Ce qui ressort de cette œuvre, c’est qu’avec les précédentes, elle ajoute de la chaleur au « catalogue des facteurs environnementaux qui, comme le tabac, nous vieillissent et connaître ce catalogue, mais aussi celui des facteurs qui nous rajeunissent, nous permet de prendre des décisions sur la façon dont nous voulons vivre ».