Les chercheurs s'inspirent de la salamandre à sang froid pour comprendre comment les humains pourraient faire repousser leurs membres. Voir plus de photos d'amphibiens.
L'armure militaire américaine est mieux conçue que jamais pour protéger les soldats sur le champ de bataille contre la mort. Bien que cela ait considérablement réduit le nombre de victimes parmi les soldats américains dans les guerres en Irak et en Afghanistan, des milliers de soldats reviennent aux États-Unis avec de graves brûlures, des membres manquants et d'autres blessures débilitantes. Afin d'améliorer les options de traitement pour les anciens combattants, le Pentagone a récemment annoncé son intention de consacrer 250 millions de dollars à la recherche sur la régénération de la peau, des oreilles et des muscles humains pour les soldats blessés [source :Reuters]. Une partie de ce financement permettra également de créer l'Institut de médecine régénérative des forces armées qui se concentrera, entre autres, sur la régénération des membres humains.
La régénération des membres ne signifie pas la croissance des bras et des jambes dans des tubes à essai ; au lieu de cela, cela signifie qu'une personne ferait repousser un membre. Des preuves scientifiques indiquent que les humains ont le potentiel de régénération des membres dans nos gènes, mais ces gènes sont en sommeil dans notre corps [source :Kotulak]. Les embryons humains, par exemple, peuvent faire repousser les bourgeons des membres dans l'utérus [source :Muneoka, Han et Gardiner]. Et un homme de Cincinnati, dans l'Ohio, a retrouvé le bout d'un doigt après l'avoir accidentellement tranché en 2005. Mais lorsque vous perdez un membre entier, le corps réagit en recouvrant la plaie d'un épais tissu cicatriciel pour se protéger des infections.
Pour comprendre comment nous pourrions être en mesure de raviver ce potentiel génétique de régénération des membres, les chercheurs commencent petit - avec des souris. Mais ils n'ont pas à travailler entièrement à partir de rien pour découvrir comment un organisme pourrait faire repousser quelque chose. Ils se tournent vers la salamandre comme modèle.
Les salamandres font partie de la famille des amphibiens, dont les membres ont le sang froid et ont une peau supplémentaire recouverte de plumes ou de fourrure. Différentes espèces de salamandres sont terrestres ou aquatiques et sont les seuls amphibiens à queue. Au cas où elles perdraient cette précieuse queue, les salamandres peuvent la faire repousser. Il s'agit de l'ordre le plus élevé d'animaux capables de régénérer des parties du corps, y compris leurs queues, leurs mâchoires supérieures et inférieures, leurs yeux et leur cœur.
Comment cette créature relativement simple exécute-t-elle un tour de magie anatomique de style science-fiction ?
Régénération des membres de la salamandre
Les salamandres repoussent des parties du corps à partir de fibroblastes.
Si une salamandre se bat, elle peut rendre sa queue à l'ennemi comme mécanisme de défense. Après tout, en quelques semaines, il peut en pousser un nouveau. C'est un processus assez complexe, mais en un mot, la régénération consiste à déplacer les cellules sur le site de la plaie et à leur attribuer une nouvelle spécialisation.
Dans les premières heures suivant le lobage d'une partie du corps, les cellules épidermiques de la salamandre dans la région migrent pour recouvrir la chair ouverte. Cette couche de cellules s'épaissit progressivement dans les jours suivants, formant la coiffe épithéliale apicale [source :Muneoka, Han et Gardiner]. Les cellules des tissus de la salamandre, appelées fibroblastes, se rassemblent également sous ce revêtement épidermique. Les fibroblastes sont indifférenciés, ce qui signifie qu'ils sont libres de devenir plusieurs types de cellules, selon la partie du corps à remplacer.
Après cette phase initiale, le blastème se développe à partir de la masse de fibroblastes; le blastème deviendra éventuellement la partie du corps de remplacement. Des chercheurs ont récemment découvert que l'expression d'une protéine appelée nAG déclenche la croissance du blastème [source :Kumar et al]. Le blastème est un peu comme une masse de cellules souches humaines en ce sens qu'il a le potentiel de se développer en divers membres, organes et tissus. Mais comment le corps de la salamandre sait-il ce qui doit être remplacé ? Le codage génétique dans le blastème contient une mémoire positionnelle sur l'emplacement et le type de partie manquante du corps. Ces données sont stockées dans les gènes Hox des fibroblastes [source :Muneoka, Han et Gardiner].
Pendant ce temps, les capillaires et les vaisseaux sanguins se régénèrent dans le blastème. Au fur et à mesure que les cellules du blastème se divisent et se multiplient, la masse résultante devient un bourgeon de cellules indifférenciées. Pour que ce monticule devienne un membre, une queue ou une autre partie du corps à part entière, il doit recevoir une stimulation des nerfs [source :Kumar et al]. Cependant, lorsque les salamandres laissent tomber leur queue, elles perdent non seulement de la chair mais aussi des nerfs. Cela signifie que la régénération des axones nerveux se produit au site de la plaie en tandem avec la régénération des tissus, des os et des muscles.
À partir de là, les cellules se différencient et créent la partie du corps appropriée. Dans le cadre de cette mémoire de position dans les cellules fibroblastiques, le blastème sait se développer dans le bon ordre pour éviter une régénération défectueuse. Par exemple, si une salamandre perd un pied à sa cheville, le blastème se développera vers l'extérieur pour former un pied au lieu d'une jambe entière.
Avec la salamandre comme modèle, les scientifiques espèrent un jour créer des blastèmes à partir de cellules humaines. Jusque-là, nos amis amphibiens sont toujours les régénérateurs régnants du règne animal.
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