"Quand nous vieillissons, notre horloge biologique s'altère"

Paul Pévet est directeur de l'IFR 37, l'Institut Fédératif de Recherche en Neurosciences de Strasbourg. © DR

Qu'est-ce que le chronobiotron et a quoi sert-il ?
Il s'agit d'un équipement spécifique conçu pour étudier les rythmes biologiques, c'est-à-dire les mécanismes cérébraux que possèdent les animaux pour percevoir et s'adapter aux changements de l'environnement. Le bâtiment, unique en Europe, contient des installations qui permettent de reproduire les changements du milieu de manière contrôlée, essentiellement la photopériode (l'alternance jour/nuit). On peut donc varier la longueur du jour et de la nuit, la température (utile pour étudier l'hibernation), mimer l'aube et le crépuscule, contrôler l'humidité. Bref, dans ce bâtiment, nous pouvons avons la maîtrise de tous les facteurs physiques du milieu.

Comment ?
Cela nécessite une installation gigantesque de 800 m2 de laboratoires. Il s'agit de chambres cloisonnées. Il y a 17 chambres photopériodiques, 2 chambres pour les températures et 5 pièces d'actimétrie (où l'on peut faire des enregistrements à distance, via des sondes et des ondes radio sans déranger les rongeurs). A l'étage du dessus, un impressionnant dédale de tuyaux, permet de réguler et ventiler chaque chambre de manière indépendante, de maintenir les températures constantes là où elles doivent l'être. C'est très lourd au point de vue technologique. Il a été inauguré en 2004, même si je travaille sur ces sujets depuis plus de 30 ans.

Qui y travaille ?
C'est une plateforme de l'IFR des neurosciences, ouverte à toutes les équipes européennes. En ce moment, on est environ 60 à y travailler, sans compter les 2 à 3000 rongeurs.

Quels animaux utilisez-vous ?
Des rats, des hamsters et des rongeurs diurnes. Pour ces derniers, j'ai développé une colonie de laboratoire. Au départ, ils viennent d'Afrique où ils sont courants dans les champs au Mali par exemple. Ceux que nous utilisons, je les ai récupérés il y 17 ans au Muséum d'Histoire Naturelle de Paris. Après maints croisements pour obtenir une souche la plus pure possible, j'ai obtenu cet animal de labo. Ce n'est pas possible de créer génétiquement des rongeurs diurnes, pour la bonne raison qu'on ne connaît pas encore assez précisément les gènes qui déterminent le comportement diurne ou nocturne.

Pouvez vous nous décrire une expérience ?
On mime le travail de nuit (ou le travail posté). Par exemple on force les animaux à manger ou à courir sur des tapis à l'heure où leur horloge leur indiquerait de dormir, et on étudie les perturbations que ça engendre. On a constaté qu'un animal diurne nourri la nuit est troublé dans son rythme, et a tendance à devenir obèse. Or on a aussi montré que les femmes qui travaillent la nuit ont un taux d'obésité plus grand que les autres. Est-ce lié ? A la fin des manipulations, on prélève le cerveau des rongeurs, on étudie les protéines présentes, produit de l'expression de certains gènes. Le but de toutes nos manipulations est d'identifier l'horloge interne.

L'horloge interne, comment la définir ?
Physiologiquement, on la connaît. C'est un noyau à la base du cerveau, un groupe de neurones qui fabriquent des signaux (nerveux, hormonaux, dont la mélatonine synthétisée pendant la nuit chez tous les animaux étudiés). On connaît également 12 gènes intervenant dans cette horloge.

Cette horloge est remise à l'heure chaque jour grâce à l'alternance jour/nuit, et à la prise de nourriture. Elle contrôle toutes les fonctions journalières. Elle se synchronise à 24 h grâce à l'alternance jour/nuit qui est constante, mais les expériences dans les grottes d'isolement total montrent qu'elle est plutôt de 25/26h. Quand on veut faire exprimer une horloge de manière propre, on met l'animal dans des conditions constantes (par exemple obscurité total pour les rats qui sont des rongeurs nocturnes), et on observe son rythme d'activité/repos. A ce moment, on peut faire varier d'autres facteurs.

Quels sont les intérêts de telles recherches ?
Un intérêt agricole et un autre médical. Pour les agriculteurs, tous les animaux de rente sont basés sur des fonctions saisonnières : les vaches produisent du lait après avoir eu des veaux, d'où l'intérêt d'étendre les périodes de reproduction, afin d'avoir du lait toute l'année. Même cas de figure pour la laine, qui est saisonnière (pelage d'hiver). Une meilleure connaissance permettra une meilleure qualité de production.

En santé humaine : la population vieillit. Or la première caractéristique du vieillissement est la modification du rythme circadien. Avec l'âge, l'horloge biologique s'altère. Est-ce que cela a un lien avec toutes les pathologies liées au vieillissement ? De plus, le travail de nuit et le travail posté sont de plus en plus fréquents. Et on commence à en voir les conséquences sur la santé. C'est pourquoi on a un besoin énorme de connaître les mécanismes fondamentaux de notre horloge interne.