L'histoire de la création de la théorie de Hayflick
Leonard Hayflick (né le 20 mai 1928 à Philadelphie), professeur d'anatomie à l'Université de Californie à San Francisco, a développé sa théorie alors qu'il travaillait au Wistar Institute de Philadelphie, en Pennsylvanie, en 1965. Frank MacFarlane Burnet a nommé cette théorie d'après Hayflick dans son livre intitulé Mutagenèse interne, publié en 1974. Le concept de la limite de Hayflick a aidé les scientifiques à étudier les effets du vieillissement cellulaire dans le corps humain, le développement cellulaire du stade embryonnaire à la mort, y compris l'effet de raccourcir la longueur des extrémités des chromosomes appelés télomères.
En 1961, Hayflick a commencé à travailler à l'Institut Wistar, où il a observé par l'observation que les cellules humaines ne se divisent pas indéfiniment. Hayflick et Paul Moorehead ont décrit ce phénomène dans une monographie intitulée Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Le travail de Hayflick à l'Institut Wistar visait à fournir une solution nutritive aux scientifiques qui menaient des expériences à l'institut, mais en même temps, Hayflick était engagé dans ses propres recherches sur les effets des virus dans les cellules. En 1965, Hayflick a développé le concept de la limite de Hayflick dans une monographie intitulée "Durée de vie limitée des souches de cellules diploïdes humaines dans l'environnement artificiel".
Hayflick est arrivé à la conclusion que la cellule est capable de terminer la mitose, c'est-à-dire le processus de reproduction par division, seulement quarante à soixante fois, après quoi la mort survient. Cette conclusion s'appliquait à toutes les variétés de cellules, qu'elles soient adultes ou germinales. Hayflick a avancé une hypothèse selon laquelle la capacité réplicative minimale d'une cellule est associée à son vieillissement et, par conséquent, au processus de vieillissement du corps humain.
En 1974, Hayflick a cofondé le National Institute on Aging à Bethesda, Maryland.
Cette institution est une branche des National Institutes of Health des États-Unis. En 1982, Hayflick devient également vice-président de l'American Society for Gerontology, fondée en 1945 à New York. Par la suite, Hayflick a travaillé pour populariser sa théorie et réfuter la théorie de Carrel sur l'immortalité cellulaire.
Réfutation de la théorie de Carrel
Alexis Carrel, un chirurgien français qui a travaillé avec du tissu cardiaque de poulet au début du XXe siècle, croyait que les cellules pouvaient se reproduire indéfiniment en se divisant. Carrel a affirmé qu'il était capable de réaliser la division des cellules cardiaques de poulet dans un milieu nutritif - ce processus s'est poursuivi pendant plus de vingt ans. Ses expériences avec du tissu cardiaque de poulet ont renforcé la théorie de la division cellulaire sans fin. Les scientifiques ont tenté à plusieurs reprises de répéter les travaux de Carrel, mais leurs expériences n'ont pas confirmé la «découverte» de Carrel.
Critique de la théorie de Hayflick
Dans les années 1990, certains scientifiques, comme Harry Rubin de l'Université de Californie à Berkeley, ont déclaré que la limite de Hayflick ne s'appliquait qu'aux cellules endommagées. Rubin a suggéré que les dommages cellulaires pourraient être causés par le fait que les cellules se trouvent dans un environnement différent de leur environnement d'origine dans le corps, ou par des scientifiques exposant les cellules en laboratoire.
Poursuite des recherches sur le phénomène du vieillissement
Malgré les critiques, d'autres scientifiques ont utilisé la théorie de Hayflick comme base pour de nouvelles recherches sur le phénomène du vieillissement cellulaire, en particulier les télomères, qui sont les sections terminales des chromosomes. Les télomères protègent les chromosomes et réduisent les mutations de l'ADN. En 1973, le scientifique russe A. Olovnikov a appliqué la théorie de la mort cellulaire de Hayflick dans ses études sur les extrémités des chromosomes qui ne se reproduisent pas pendant la mitose. Selon Olovnikov, le processus de division cellulaire se termine dès que la cellule ne peut plus reproduire les extrémités de ses chromosomes.
Un an plus tard, en 1974, Burnet appela la théorie de Hayflick la limite de Hayflick, utilisant ce nom dans son article, Mutagenèse interne. Au cœur des travaux de Burnet se trouvait l'hypothèse que le vieillissement est un facteur intrinsèque inhérent aux cellules de diverses formes de vie, et que leur activité vitale correspond à une théorie connue sous le nom de limite de Hayflick, qui établit le moment de la mort d'un organisme.
Elizabeth Blackburn de l'Université de San Francisco et son collègue Jack Szostak de la Harvard Medical School à Boston, Massachusetts, se sont tournés vers la théorie de la limite de Hayflick dans leurs études sur la structure des télomères en 1982 lorsqu'ils ont réussi à cloner et à isoler les télomères.
En 1989, Greider et Blackburn franchissent une nouvelle étape dans l'étude du phénomène de vieillissement cellulaire en découvrant une enzyme appelée télomérase (une enzyme du groupe des transférases qui contrôle la taille, le nombre et la composition nucléotidique des télomères chromosomiques). Greider et Blackburn ont découvert que la présence de télomérase aide les cellules du corps à éviter la mort programmée.
En 2009, Blackburn, D. Szostak et K. Greider ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine avec la mention « pour leur découverte des mécanismes de protection des chromosomes par les télomères et l'enzyme télomérase ». Leurs recherches étaient basées sur la limite de Hayflick.