La boîte à pilules de Pandore: la quête séculaire pour des vies plus longues

Source: Dessin original d'Alexandra Martin

Le roman de 1939 d'Aldous Huxley, Après plusieurs morts d'été, décrit le magnat hollywoodien Jo Stoyte, âgé de 60 ans et terrifié par la perspective de la mort. Stoyte engage un médecin personnel, le Dr Sigmund Obispo, pour enquêter sur la longévité et ils finissent par se rendre en Angleterre pour voir le Cinquième Comte de Gonister, âgé de 201 ans. L'avantage est que Gonister a atteint l'immortalité en avalant des boyaux de carpe; l'inconvénient est sa condition de singe. Stoyte veut néanmoins le traitement. La satire de Huxley puise dans les espoirs séculaires d'une vie plus longue et peut-être même de l'immortalité. Mais quelles sont les réalités biologiques?

Premières perceptions de la longévité humaine

Les sept âges de la femme par Hans Baldung Grien (1544).

Source: Domaine public, via Wikimedia Commons. Lieu: Museum der bildenden Künste, Leipzig, Allemagne

L'Ancien Testament de la Bible chrétienne donne trois versions de la longévité humaine. Adam et les autres patriarches auraient vécu pendant environ neuf siècles, Psaumes 90:10 place la barre considérablement plus bas avec "soixante ans et dix", tandis que Genèse 6: 3 se situe entre: "Mon esprit ne restera pas éternellement dans les mortels, car ils sont la chair; leurs jours seront de cent vingt ans. »Mis à part les patriarches bibliques, l'une des raisons de cette disparité est la confusion entre la survie moyenne et la survie maximale. Très probablement, la plupart des gens dans le Proche-Orient biblique sont morts avant 70 ans, alors que 120 étaient proches du maximum.

Le numéro sept a été un thème récurrent dans les représentations de la vie humaine. Un des premiers exemples est le chef-d'œuvre de Hans Baldung Grien, Seven Ages of Woman . Shakespeare As You Like It fournit un homologue masculin, avec Jaques mécontentement Jaques énumérant "sept âges de l'homme": nourrisson, écolier, amant, soldat, justice, pantaloon, deuxième enfance. La biologie moderne reconnaît également sept étapes, quoique assez différentes, de l'enfance, de la petite enfance, de la fin de l'enfance, de la jeunesse, de l'adolescence, de l'âge adulte et de la vieillesse.

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Sept étapes de la durée de vie humaine basées sur des marqueurs biologiques.

Source: Illustration originale produite par l'auteur, avec des encarts de la première figure.

La longévité humaine est-elle limitée?

Certains chercheurs ont conclu que la durée de vie humaine a une limite supérieure fixe, tandis que d'autres ont déduit que sa durée maximale peut être augmentée. Les augmentations globales de l'espérance de vie tout au long du 20ème siècle ont convaincu beaucoup que la durée de vie humaine est illimitée. En 2000, une étude détaillée réalisée par John Wilmoth et ses collègues a montré qu'en Suède, l'âge maximum au décès passait de 101 ans dans les années 1860 à 108 ans dans les années 1990. Wilmoth et ses collègues ont conclu que «la réduction des taux de mortalité à un âge plus avancé semble devoir se poursuivre et pourrait même prolonger encore plus les limites de la longévité humaine».

Une interprétation opposée, défendue en particulier par Jay Olshansky et Bruce Carnes dans leur livre de 2001 The Quest for Immortality , est que la longévité humaine a une limite biologique fixe. Ils proposent qu'un certain niveau de mortalité inhérente subsistera même si nous réduisons ou éliminons radicalement toutes les causes externes. Une raison de ce point de vue divergent est la différence entre la plus grande durée de vie atteinte à tout moment et le maximum possible. Les progrès technologiques et médicaux ont permis à l'espérance de vie moyenne d'augmenter régulièrement dans les pays développés. Mais la longévité maximale a-t-elle augmenté en tandem?

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Sonder la limite supérieure

Dans leur document de 2000, Wilmoth et ses collègues ont montré que la durée de vie maximale rapportée augmentait progressivement au cours des 130 années couvertes. Cependant, les enregistrements indiquent seulement la plus longue durée de vie atteinte au cours d'une année donnée, et non la longévité maximale possible. Appliquant la modélisation mathématique aux tables de mortalité 1950-2005 pour les femmes suédoises, les chercheurs Byung Mook Weon et Jung Ho Je ont ensuite estimé la longévité maximale possible. Leurs résultats, signalés en 2009, indiquaient une limite supérieure d'environ 125 ans. Ils ont également calculé que dans les populations industrialisées modernes, la probabilité de survie est maintenant proche de son maximum.

Ces estimations théoriques viennent de recevoir un soutien empirique d'une analyse globale des données démographiques par Xiao Dong et ses collègues. Des tendances remarquablement similaires dans 40 pays et territoires montrent une augmentation constante de la proportion d'individus survivant au-delà de 70 ans. Cependant, Dong et ses collègues ont constamment constaté que le taux d'amélioration de la survie atteint 100 ans puis diminue. L'âge au décès des individus les plus âgés donne un résultat similaire: après avoir augmenté rapidement entre 1970 et 1995, il s'est stabilisé à environ 115. Les auteurs concluent: «Nos résultats suggèrent fortement que la durée de vie maximale des humains est fixe et soumise à des contraintes naturelles "

Pourquoi ne sommes-nous pas immortels?

Les efforts pour prolonger la vie humaine aboutissent à une quête de l'immortalité. Woody Allen a encapsulé les espoirs de beaucoup: "Je ne veux pas atteindre l'immortalité à travers mon travail. Je veux y parvenir en ne mourant pas. »La sénescence et la mort sont des faits apparemment inéluctables de l'existence humaine. Mais pourquoi ne sommes-nous pas immortels? Le livre de Peter Medawar, An Unsolved Problem of Biology, paru en 1952, aborde ce problème fondamental qui attend toujours d'être résolu. Divers autres organismes se propagent continuellement et sont potentiellement immortels. Les individus peuvent succomber à des prédateurs ou à une maladie mais ne meurent jamais de vieillesse. Il est donc étonnant que les humains et beaucoup d'autres animaux multicellulaires ne survivent pas indéfiniment.

Une vue simpliste est que la sénescence est la conséquence inévitable de l'usure accumulée. Comme George Williams l'a noté dans un article fondateur de 1957, cela découle d'une analogie facile avec des artefacts humains désintégrants. Contrairement aux machines à laver, cependant, les organismes vivants ont des mécanismes d'auto-réparation. Alors pourquoi la détérioration devrait-elle être inévitable? Williams a proposé que l'évolution a construit la sénescence dans notre constitution génétique.

Les théories du vieillissement se divisent en deux grandes catégories. Les théories d'erreur sont basées sur l'accumulation aléatoire de dommages aux tissus du corps. D'autres théories, au contraire, reposent sur la notion que le vieillissement a été préprogrammé par l'évolution. La régulation par les horloges biologiques tout au long de la vie est attribuée aux changements dans l'expression des systèmes génétiques régissant la maintenance, la réparation et la défense. Un principe central est que la sélection naturelle devrait généralement s'affaiblir avec l'âge. Le vieillissement peut avoir évolué parce que des causes externes largement aléatoires de la mortalité – notamment la prédation, la maladie et la mort accidentelle – réduisent graduellement la probabilité qu'un individu reste en vie. Parce que les causes externes de la mortalité finissent par tuer, indépendamment des ressources engagées dans la réparation corporelle, le vieillissement est un sous-produit de l'investissement dans l'élevage plutôt que dans l'entretien. La théorie du «vieillissement jetable» de Tom Kirkwood suggère que la mortalité préprogrammée reflète la réduction des coûts énergétiques de la régulation des erreurs dans les cellules. Il a été particulièrement frappé par le fait que les fibroblastes humains cultivés ont une durée de vie limitée, limitée à environ 60 divisions cellulaires. De plus, la survie des cellules cultivées diminue avec l'âge du donneur, ce qui indique qu'une horloge interne a été utilisée.

Tracé graphique de la durée de vie maximale par rapport au poids corporel pour 110 espèces de primates. Notez qu'il existe une tendance générale pour les espèces plus grandes à vivre plus longtemps, mais que les humains ont une durée de vie inhabituellement longue pour leur taille corporelle.

Source: Graphique original produit par l'auteur.

Une prédiction testable

Peter Medawar est d'avis que les mutations délétères à action tardive peuvent s'accumuler parce que la sélection contre elles est faible. Considérons une population d'individus potentiellement immortels dont la fertilité ne diminue pas avec le temps. Certaines personnes seront encore éliminées en raison de facteurs tels que la prédation et la maladie. Les risques de mortalité externe sont présents tout au long de la vie et cumulatifs, de sorte que les classes d'âge plus âgées contiennent moins de survivants. Les groupes de jeunes contribuent donc davantage à la prochaine génération. La sélection contre les mutations délétères qui entrent en jeu à la fin de la vie, affectant relativement peu de personnes âgées, sera faible, de sorte qu'elles pourraient devenir plus fréquentes au fil du temps. Un avantage distinct de la théorie de Medawar est cette prédiction testable: Les espèces naturellement soumises à des taux élevés de mortalité due à des causes externes devraient vieillir plus rapidement et mourir plus jeunes. La relation prédite entre la mortalité et la durée de vie est en effet trouvée après prise en compte de la taille corporelle. Comparativement aux autres mammifères, les primates ont une longue durée de vie, probablement parce que leurs habitudes de vie typiques des arbres réduisent la mortalité. En conséquence, la durée de vie humaine inhabituellement longue indique que nous sommes biologiquement adaptés pour une mortalité particulièrement faible.

Graphique montrant la relation entre l'âge à la première reproduction et l'espérance de vie pour les populations naturelles de 25 espèces de mammifères. (Les valeurs relatives affichées ont été corrigées pour la mise à l'échelle de la taille du corps.)

Source: Adapté d'une figure de Harvey & Zammuto (2006).

Modèles d'histoire de vie

Une durée de vie humaine n'est pas seulement une série de jalons entre la naissance et la mort. Chez tous les mammifères, la capacité de reproduction globale est déterminée par un ensemble de caractéristiques que les biologistes évolutionnistes appellent à tort une «stratégie de l'histoire de la vie». Pour toutes les espèces, le taux intrinsèque d'accroissement naturel – le résultat des caractéristiques de l'histoire de la vie – est un indicateur clé de la capacité de reproduction. L'une de ces caractéristiques, la longévité, n'est pas facilement documentée dans des conditions naturelles, de sorte que les biologistes utilisent la valeur maximale observée en captivité. Chez les mammifères, l'espérance de vie moyenne est généralement d'environ la moitié de la longévité maximale.

Représentation graphique de l'espérance de vie moyenne par rapport à la durée de vie maximale dérivée des données de reproduction en captivité pour 27 espèces de mammifères. Notez qu'il existe une relation assez étroite et que l'espérance de vie est généralement environ la moitié de la longévité maximale.

Source: Adapté d'une figure de Kohler et al. (2006).

À première vue, on peut s'attendre à ce que la sélection naturelle maximise toujours la capacité de reproduction. Mais il existe une différence cruciale entre le succès reproducteur potentiel et réel. Des études comparatives ont révélé à la place que la capacité de reproduction et la durée de vie sont toutes deux adaptées aux niveaux de mortalité naturelle. Et il n'y a aucune raison pour que les humains soient une exception.

Perspectives d'avenir

Divers chercheurs explorent activement les moyens d'étendre la durée de vie humaine. Des expériences en laboratoire avec des modèles animaux ont montré que cela est techniquement réalisable. Mais il s'agit d'une approche à une voie pour un problème biologique complexe, et les effets secondaires potentiels (même s'ils n'incluent pas la régression à une condition semblable à celle d'un singe) ont à peine été envisagés. De plus, une simple prolongation de la longévité sans amélioration concomitante de la qualité de vie n'a guère de sens. C'est pourquoi les démographes considèrent maintenant «l'espérance de vie sans incapacité», le nombre moyen d'années qu'une personne devrait vivre sans incapacité si les tendances actuelles continuent de s'appliquer. Pour les humains, l'immortalité est presque certainement hors de question. L'extension efficace de la durée de vie maximale est un objectif potentiel mais difficile à atteindre. Mais le rajeunissement est parfaitement possible, comme indiqué par de nouvelles recherches passionnantes dans la suppression sélective des cellules sénescentes avec des anticorps monoclonaux AGE. Pour ma part, je me contenterai volontiers du rajeunissement.

Les références

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