Un indice sur le mystère de la régénération des membres révélé
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Une minuscule créature dotée de branchies, d'un sourire et d'une peau vert vif vient de donner aux scientifiques un indice clé pour résoudre l'un des plus grands mystères de la biologie : la régénération des membres.
Les salamandres aquatiques, appelées axolotls, sont connues pour leur capacité inhabituelle à régénérer les membres perdus suite à une blessure ou une amputation. Des chercheurs ont désormais approfondi leurs connaissances sur le processus complexe à l'origine de ce superpouvoir grâce à une nouvelle étude publiée dans Nature Communications.
« Une question de longue date dans le domaine est de savoir quels signaux indiquent aux cellules du site de la blessure de régénérer uniquement la main, par exemple, ou de régénérer un bras entier », a déclaré l'auteur principal de l'étude, James Monaghan, professeur de biologie et directeur de l'Institut d'imagerie chimique des systèmes vivants à l'Université Northeastern.
Il s’avère qu’une substance appelée acide rétinoïque, couramment présente dans les traitements contre l’acné au rétinol, est responsable de la signalisation des parties du corps qui doivent se régénérer.
L'acide rétinoïque joue également un rôle important dans le développement des embryons humains, car il indique aux cellules où développer la tête, les jambes et les pieds, a expliqué Monaghan. Cependant, pour une raison inconnue, la plupart de nos cellules perdent la capacité d'« entendre » les signaux régénérateurs de cette molécule pendant la grossesse.
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Et même si la régénération de membres humains entiers semble encore relever de la science-fiction, Monaghan a déclaré que l’étude de la fonction de signalisation de l’acide rétinoïque chez ces amphibiens pourrait aider à développer de nouvelles méthodes de guérison humaine et de thérapies géniques.
Les axolotls ne brillent pas naturellement dans le noir. Pour observer la signalisation de l'acide rétinoïque, l'équipe de Monaghan a utilisé des axolotls génétiquement modifiés qui émettent une lueur verte fluorescente là où la molécule active les cellules blessées.
Au départ, l'équipe de recherche a adopté une approche plus « frankensteinienne » en injectant des quantités excessives d'acide rétinoïque dans l'organisme des salamandres et en observant les effets. Au point d'amputation, les axolotls ont grossi plus que nécessaire, remplaçant une main par un bras complet.« Si vous injectez beaucoup d'acide rétinoïque dans (une lésion), vous activez tous ces gènes qui n'ont probablement rien à voir avec le modèle requis », a expliqué Catherine McCusker, professeure associée de biologie à l'Université du Massachusetts à Boston, qui n'a pas participé à l'étude mais qui étudie également la régénération des membres de la salamandre.
Pour mieux comprendre comment les axolotls utilisaient leurs niveaux naturels d’acide rétinoïque pour la régénération des membres, Monaghan et son équipe ont modifié leur approche.
« Nous avons découvert qu'une seule enzyme est responsable de la dégradation de l'acide rétinoïque dans l'organisme des axolotls », a expliqué Monaghan, citée par CNN. Lorsque son équipe a bloqué cette enzyme, les mêmes effets Frankenstein se sont reproduits. « C'est vraiment passionnant et nous a stupéfiés, car cela montre que les niveaux d'acide rétinoïque (naturel) sont contrôlés par sa dégradation. »
En d'autres termes, une main d'axolotl blessée sait qu'elle ne doit pas se transformer en bras, en partie parce que l'enzyme CYP26B1 empêche le processus de régénération d'avancer, a expliqué McCusker.
Jusqu'à présent, comprendre cette relation dans le système régénératif d'un axolotl n'est qu'une pièce du puzzle , a déclaré Monaghan.
L’étape suivante consistera à identifier exactement quels gènes sont ciblés par l’acide rétinoïque dans les cellules pendant la régénération afin de mieux comprendre le « modèle » suivi par ces cellules.
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