Les grenouilles peuvent repousser des membres amputés après avoir été traitées avec un mélange de médicaments, selon une nouvelle recherche
Certaines créatures inhabituelles ont une capacité innée à faire repousser un membre : les salamandres, les étoiles de mer, les crabes, les lézards et les tritons.
Ces pouvoirs extraordinaires échappent à la plupart des animaux, y compris les humains, bien que les scientifiques aient longtemps cherché à les comprendre et à les reproduire dans une quête pour régénérer les membres de millions de patients amputés, y compris les diabétiques et les victimes de traumatismes.
Maintenant, des chercheurs aux États-Unis ont déclaré mercredi qu’ils étaient capables de déclencher la repousse d’une jambe amputée chez un type de grenouille africaine à griffes (Xenopus laevis), dans ce qu’ils ont décrit comme un « pas de plus vers l’objectif de la médecine régénérative ».
La technique utilisée par l’équipe de scientifiques, basée à l’Institut Wyss de l’Université Harvard et à l’Université Tufts, consistait à appliquer un mélange de cinq médicaments sur la souche en forme de pointe des grenouilles testées, scellée par un petit dôme en silicone. Le cocktail n’a été appliqué que pendant 24 heures, mais après 18 mois, le membre était presque entièrement fonctionnel. Les grenouilles, qui vivent dans l’eau, étaient capables de nager et de réagir au toucher. Ils ont également développé plusieurs orteils mais pas la sangle entre eux.
La recherche a été publiée mercredi dans la revue Science Advances.
Les résultats ont été « impressionnants » et « excitants », a déclaré James Monaghan, professeur agrégé au département de biologie de la Northeastern University. Il n’a pas participé à la recherche.
« Les grenouilles Xenopus se situent quelque part entre une salamandre qui repousse un membre presque parfaitement et un mammifère qui génère une cicatrice après l’amputation. Les grenouilles Xenopus adultes régénèrent une pointe après l’amputation, mais la pointe n’a aucun motif comme un membre », a expliqué Monaghan.
« Cette étude est importante car elle montre que la structuration, bien qu’imparfaite, peut être induite dans un membre qui ne régénère généralement qu’un pic », a déclaré Monaghan par e-mail.
ACTIVATION DE LA CROISSANCE ET DE L’ORGANISATION CELLULAIRE
L’équipe a déclaré que le fait que seule une brève exposition aux médicaments déclenche une régénération de plusieurs mois suggère que les grenouilles – et peut-être d’autres animaux – ont des capacités de régénération dormantes qui peuvent être déclenchées.
« Une traduction immédiate de cette stratégie chez l’homme est peu probable car un pic de régénération ne se produit pas chez l’homme comme chez les grenouilles Xenopus. Pourtant, ce travail est passionnant car il montre que les processus de régénération endogènes peuvent être améliorés par une courte application d’un médicament. cocktail », a déclaré Monaghan.
La stratégie utilisée par l’équipe reposait sur le déclenchement de mécanismes dormants dans le corps de la grenouille plutôt que d’essayer de « microgérer sa croissance », a déclaré l’auteur de l’étude Mike Levin, professeur de biologie Vannevar Bush et directeur du Allen Discovery Center à Tufts.
« Je pense que la façon de vraiment réaliser la médecine régénérative est d’exploiter l’intelligence collective des cellules du corps. Ils savent déjà comment construire tous ces organes. Ils l’ont fait pendant le développement embryonnaire. Toutes ces informations sont toujours là », a déclaré Levin.
« Pour moi, l’objectif est d’identifier des déclencheurs, des types de stimuli très simples, qui relanceront les cellules et les convaincront de construire tout ce que vous voulez qu’elles construisent. »
Les médicaments comprenaient des molécules importantes pour le développement des membres ou qui ont des propriétés anti-inflammatoires. Levin a déclaré que c’était le premier cocktail qu’ils testaient et qu’il était possible qu’une combinaison différente de médicaments et de facteur de croissance puisse avoir de meilleurs résultats.
« Il a la circonférence et le genre de caractéristiques d’un membre normal, quelques bosses qui deviennent des orteils. Il n’a pas encore toute la structure terminale correcte. Il n’a pas les longs orteils, la sangle – nous n’avons pas » n’allons pas aussi loin ; nous y parviendrons peut-être si nous le laissons aller plus longtemps », a-t-il déclaré.
MÉDECINE RÉGÉNÉRATIVE VS. PROSTÉTHTIQUE
L’équipe de recherche a utilisé la technique sur plus de 100 grenouilles, mais les résultats n’étaient « pas parfaits dans tous les cas ». Levin a déclaré que les grenouilles n’étaient pas en grande partie identiques à celles des souris de laboratoire, ce qui pourrait être un facteur, ou qu’il y avait des incohérences dans la chirurgie effectuée pour fixer le dôme. La prochaine étape de la recherche testerait la technique sur des mammifères tels que des souris.
Levin et ses collègues ont également utilisé des cellules souches de grenouilles pour créer des robots vivants auto-réplicants, qu’ils appellent xénobots. Le fil commun entre les deux courants de recherche est de comprendre les signaux nécessaires pour que les cellules s’organisent en tissus complexes qui forment une structure telle qu’un membre ou un organisme entier.
Ashley Seifert, professeur agrégé de biologie à l’Université du Kentucky qui étudie la régénération animale mais n’a pas participé à la recherche, a déclaré que les progrès réalisés avec les prothèses offraient plus d’espoir que la régénération des membres pour les personnes amputées de membres perdus à la suite d’un traumatisme ou d’une maladie comme le diabète. .
« Serons-nous un jour capables de régénérer un doigt humain ou même un membre ? Probablement, mais combien de temps nous devons attendre est impossible à prévoir », a déclaré Seifert.
« Une étape dans cette direction sera lorsque la biologie régénérative adoptera pleinement de nouveaux modèles de régénération, en particulier certaines espèces de mammifères. Ces études et des études comparatives nous aideront à comprendre comment et pourquoi la régénération échoue dans certains contextes et réussit dans d’autres. »