Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications révèle que les mécanismes génétiques et cellulaires à l’origine de la régénération des membres sont étonnamment conservés chez diverses espèces de vertébrés, notamment les poissons anciens et les salamandres modernes. Cette découverte met en lumière l’histoire évolutive de la régénération, suggérant que la capacité de faire repousser les parties du corps perdues est un trait ancien qui a été perdu ou diminué dans de nombreuses lignées, y compris les humains.
Origines évolutives de la régénération
Les chercheurs dirigés par Igor Schneider de la Louisiana State University se sont concentrés sur le bichir du Sénégal (Polypterus senegalus ), un ancien poisson osseux capable de régénérer complètement ses nageoires. Cette espèce est considérée comme un « fossile vivant » en raison de sa position à la base de l’arbre généalogique des vertébrés. En étudiant le bichir aux côtés des axolotls (salamandres connues pour la régénération des membres) et du poisson zèbre (qui repousse le bout des nageoires), l’équipe a découvert un manuel de jeu cellulaire commun pour la repousse.
La réponse immunitaire comme déclencheur clé
L’étude a révélé que les trois espèces initient la régénération avec un afflux rapide de cellules immunitaires. Initialement, ces cellules agissent pour combattre l’infection, une réaction standard d’une plaie. Cependant, chez le bichir et l’axolotl, le système immunitaire pivote rapidement pour supprimer l’inflammation, empêchant ainsi la formation de tissu cicatriciel, une étape cruciale pour une régénération réussie. Les cicatrices inhibent la repousse ; en l’évitant, ces animaux maintiennent l’environnement cellulaire nécessaire à la reconstruction tissulaire.
Changement métabolique pour une croissance indépendante de l’oxygène
La cicatrisation des plaies implique souvent une perturbation de la circulation sanguine, entraînant une privation d’oxygène. L’étude a révélé que les trois espèces surmontent ce défi en activant des voies métaboliques qui ne dépendent pas de l’oxygène. Cela permet aux cellules de continuer à produire de l’énergie et des matériaux de construction pour se régénérer, même dans des conditions de faible teneur en oxygène.
Rôle inattendu des globules rouges
L’une des découvertes les plus frappantes a été l’augmentation massive des globules rouges au site d’amputation chez les bichirs et les axolotls –jusqu’à 20 % de toutes les cellules présentes, contre 2 % habituels. Contrairement aux globules rouges humains, qui perdent leurs noyaux lors de la maturation, ces cellules les conservent, permettant ainsi une activité génétique accrue. Les chercheurs soupçonnent que ces globules rouges nucléés pourraient envoyer des signaux à d’autres cellules, coordonnant ainsi davantage le processus de régénération.
Implications pour la médecine humaine
Les mécanismes communs observés chez ces espèces éloignées suggèrent que la capacité à régénérer les membres est profondément enracinée dans l’évolution des vertébrés. Bien que les humains aient largement perdu cette capacité, la compréhension des voies génétiques et cellulaires sous-jacentes pourrait éclairer les futurs efforts de médecine régénérative. L’étude souligne que la clé de la régénération des membres ne consiste pas nécessairement à découvrir des gènes entièrement nouveaux, mais à réveiller ou à réutiliser des voies anciennes et conservées qui existent déjà dans nos propres génomes.
Ce travail représente une étape importante vers la révélation des mystères de la régénération. Des recherches plus approfondies sur ces mécanismes pourraient éventuellement révéler si les humains pourraient un jour retrouver la capacité de faire repousser les membres perdus.
