Longtemps, la recherche a tout mis sur le compte de l’ADN. Les mammifères ne possèdent pas les gènes capables d’enclencher la régénération d’un membre, tandis que d’autres espèces auraient été plus chanceuses à la loterie génétique. Les humains, comme le reste des mammifères, doivent se contenter de la cicatrisation, qui a quand même quelques avantages. « Chez les mammifères, y compris l’être humain, l’organisme est programmé pour refermer rapidement les plaies, ce qui est essentiel pour prévenir les infections et assurer la survie », explique le Dr Can Aztekin, de l’Université de Tübingen, qui signe ces travaux publiés dans Science. « Cependant, cette réaction entraîne souvent la formation de cicatrices. Autrement dit, notre organisme privilégie la sécurité à une réparation parfaite, du moins selon les connaissances actuelles. Chez les espèces à forte capacité de régénération, comme les têtards de grenouilles ou les salamandres, la cicatrisation est généralement sans cicatrice et ces animaux ne présentent pas de fibrose [de tissus cicatriciels, ndlr]. » C’est pourquoi de nombreux chercheurs considèrent l’absence de cicatrice comme une condition préalable à la régénération.
Bien plus qu’une affaire d’ADN
Pour comprendre comment l’organisme choisit entre cicatrisation et repousse, les chercheurs ont comparé deux animaux aux capacités bien distinctes : le têtard, capable de régénérer muscles, peau ou organes, et la souris, dont on sait qu’elle ne peut faire repousser que l’extrémité de ses pattes dans certaines conditions. Et ce n’est pas dans l’ADN, mais dans l’environnement, que se trouvait la réponse.
En effet, le têtard vit dans un milieu aquatique où la concentration en oxygène peut varier naturellement selon la température et la profondeur. Cet organisme est donc adapté à ces fluctuations : ses cellules peuvent continuer à produire de l’énergie même lorsque l’oxygène est plus faible, en utilisant des mécanismes métaboliques plus flexibles. Son organisme peut fonctionner correctement même si la quantité d’oxygène dans son environnement change. Contrairement aux mammifères, il ne dépend pas d’un apport en oxygène très stable pour maintenir ses fonctions vitales.
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Et aussi contre-intuitif que cela puisse paraître, la souris, mise dans les mêmes conditions d’oxygène peu élevé qu’un têtard, a montré des signes positifs de régénération. « Lorsque nous avons réduit les niveaux d’oxygène dans les membres embryonnaires de souris, les cellules ont commencé à se comporter comme celles des têtards de grenouille, activant les premières étapes de la régénération des membres. Il s’agit d’une découverte importante et passionnante, car elle suggère que la capacité de régénération n’est pas perdue chez les mammifères ; elle est simplement inactive », se réjouit le Dr Aztekin.
« Nous avons également constaté que les espèces à forte capacité de régénération présentent une expression réduite de gènes clés de détection de l’oxygène, ce qui signifie que leurs cellules se comportent comme si elles évoluaient constamment dans un environnement pauvre en oxygène. » Ce qui reprogramme efficacement leurs cellules – notamment leurs propriétés mécaniques, épigénétiques et métaboliques – pour les rendre propices à la régénération. Contrairement à ce que l’on pensait jusque-là, il ne manque donc pas aux mammifères les outils nécessaires, mais leur système est comme « désactivé » à cause des niveaux d’oxygène dans lesquels nous vivons.
Chez l’humain, « ce n’est pas pour demain »
Une deuxième étude, publiée elle aussi dans Science, vient renforcer ces résultats. Elle aussi illustre l’importance des niveaux d’oxygène dans le processus de régénération. Les résultats montrent que chez les mammifères, une forte concentration en oxygène bloque rapidement les mécanismes de régénération. L’oxygène élevé inhibe l’action de protéines clés et empêche le processus de se déclencher. À l’inverse, chez le têtard, ces mécanismes restent actifs même lorsque le niveau d’oxygène varie.
Si ces résultats semblent prometteurs, le chemin est encore long avant que nous puissions prétendre à faire repousser nos membres. « C’est vrai, ce n’est pas pour demain. Mais nos découvertes ouvrent des perspectives importantes. La question n’est donc plus de savoir si la régénération des membres est possible, mais comment la déclencher », avance le chercheur. « Cela dit, notre étude s’est concentrée sur les membres embryonnaires de souris et sur les premiers stades de la régénération. » Reste désormais à reproduire les mêmes effets chez d’autres mammifères et à des stades plus avancés de la régénération.
Source:
www.sciencesetavenir.fr
