Et si les humains pouvaient régénérer leurs tissus ? Une étude de l’université Texas A&M fait progresser la science.
infohightech ·
Des chercheurs ont réussi à régénérer les tissus squelettiques et conjonctifs — même s'ils ne sont pas parfaitement formés — démontrant ainsi la prochaine étape cruciale dans la régénération des membres.
Depuis des siècles, l'incapacité à régénérer les parties du corps perdues est considérée comme une limitation fondamentale des humains et des autres mammifères. Alors que des animaux comme les salamandres peuvent régénérer des membres entiers, les humains conservent des cicatrices.
Mais de nouvelles recherches menées par le Collège de médecine vétérinaire et des sciences biomédicales (VMBS) de l'Université A&M du Texas suggèrent que cette limitation pourrait ne pas être permanente. En effet, la capacité de régénération pourrait persister, latente au sein du processus de guérison naturel du corps.
« Pourquoi certains animaux peuvent se régénérer et d’autres, notamment les humains, ne le peuvent pas ? C’est une question fondamentale qui se pose depuis Aristote », explique le Dr Ken Muneoka, professeur au département de physiologie et de pharmacologie vétérinaires (VTPP) de la VMBS. « J’ai consacré ma carrière à tenter de comprendre ce phénomène. »
Dans leur étude, publiée dans Nature Communications, Ken Muneoka et ses collègues décrivent un nouveau traitement en deux étapes qui a permis la régénération osseuse, articulaire et ligamentaire. Bien que les résultats soient encore imparfaits, l'équipe estime que cette approche pourrait être utilisée plus rapidement pour réduire les cicatrices et améliorer la réparation tissulaire après une amputation.
Réorienter la réponse naturelle du corps
Chez les mammifères, les blessures déclenchent généralement une fibrose, un processus au cours duquel les fibroblastes referment rapidement la plaie et forment du tissu cicatriciel. Cette réaction privilégie la survie en cicatrisant rapidement la lésion, mais limite également la capacité de l'organisme à reconstruire les structures manquantes.
Chez les espèces régénératrices, comme les salamandres qui peuvent faire repousser leurs membres perdus, ces mêmes types de cellules s'organisent en un blastème, une structure temporaire qui permet la régénération des tissus.
« C’est comme si ces cellules pouvaient se déplacer dans deux directions différentes », a expliqué Ken Muneoka. « Elles peuvent soit former une cicatrice, soit un blastème. Nos recherches ont porté sur la modification du comportement des fibroblastes déjà présents sur le site de la lésion. »
Pour tester si la cicatrisation chez les mammifères pouvait être orientée vers la régénération, des chercheurs ont mis au point un traitement séquentiel utilisant deux facteurs de croissance bien étudiés.
La première étape consistait à appliquer le facteur de croissance des fibroblastes 2 (FGF2 : fibroblast growth factor 2) après la fermeture de la plaie. Ce délai permettait à l'organisme de mener à bien son processus de cicatrisation habituel, puis l'équipe « a modifié la suite des opérations », a expliqué Muneoka.
Le FGF2 a stimulé la formation d'une structure semblable à un blastème — quelque chose qui ne se produit normalement pas chez les mammifères après ce type de blessure ; plusieurs jours plus tard, un deuxième traitement — utilisant la protéine morphogénétique osseuse 2 (BMP2 : bone morphogenetic protein 2) — a été appliqué, incitant ces cellules à commencer à former de nouvelles structures.
« Il s’agit en réalité d’un processus en deux étapes », a expliqué Muneoka. « On commence par éloigner les cellules des tissus cicatriciels, puis on leur fournit les signaux qui leur indiquent ce qu’elles doivent construire. »
Remettre en question les hypothèses sur la régénération
L'une des principales conclusions de cette étude est que la régénération ne dépend pas de l'ajout de cellules souches externes, contrairement à ce que tentent de faire de nombreuses approches actuelles en médecine régénérative.
« Il n’est pas nécessaire de prélever des cellules souches et de les réinjecter », a déclaré Muneoka. « Elles sont déjà là ; il suffit d’apprendre à les faire se comporter comme on le souhaite. »
Le Dr Larry Suva , professeur au VTPP et ayant participé à l'étude, a déclaré que ces résultats modifient la façon dont les chercheurs envisagent les limites de la guérison chez les mammifères.
« Les cellules que nous pensions non programmables le sont en réalité », a déclaré Suva. « La capacité n'est pas absente, elle est simplement masquée. »
L'étude a également montré que les cellules peuvent être redirigées pour former des structures au-delà de leur emplacement d'origine — un concept connu sous le nom de redécoupage positionnel, qui joue un rôle crucial dans le développement.
Cela signifie que les cellules qui contribuent normalement à une partie du corps peuvent être incitées à reconstruire une structure différente après une blessure.
Repousse imparfaite mais complète
Bien que les structures régénérées ne soient pas des répliques exactes de l'anatomie d'origine, les chercheurs ont pu restaurer tous les composants attendus qui avaient été retirés lors de l'amputation, tels que l'os, le tendon, le ligament et l'articulation.
Les résultats incluaient à la fois des éléments squelettiques et des tissus conjonctifs, organisés de manière à refléter la structure naturelle.
« Nous avons régénéré ce à quoi on pourrait s'attendre pour une blessure de cette gravité », a déclaré Muneoka. « Les structures sont là, mais pas parfaitement rétablies. »
Les résultats ont également révélé que la régénération s'effectue par de multiples voies biologiques, indiquant que la reconstruction des tissus est plus complexe que le simple recours à un mécanisme unique.
Applications potentielles dans la guérison humaine
Bien que la recherche soit encore à ses débuts, elle pourrait avoir des applications plus immédiates pour améliorer la cicatrisation des plaies.
Plutôt que de se concentrer uniquement sur la régénération de structures entières, les chercheurs pensent que cette approche pourrait d'abord être utilisée pour réduire les cicatrices et améliorer la réparation des tissus.
« Il faudrait commencer à envisager d’utiliser ces signaux pendant le processus de cicatrisation », a déclaré Muneoka. « Même une légère modification de la réaction, afin d’éviter la formation de cicatrices, pourrait avoir de réels bienfaits. »
Étant donné que le BMP2 est déjà approuvé par la FDA pour certaines utilisations médicales et que le FGF2 fait l'objet de multiples essais cliniques, la voie vers l'exploration clinique pourrait être plus accessible pour des thérapies entièrement nouvelles.
Une nouvelle orientation pour la médecine régénérative
Cette étude représente un changement de perspective dans la façon dont les scientifiques appréhendent la régénération chez les mammifères : non plus comme une capacité perdue, mais comme une capacité qui demeure présente mais inactive.
« Cela change notre façon d'envisager le possible », a déclaré Suva. « Une fois qu'on a démontré que la régénération peut être activée, cela ouvre la voie à des questions entièrement nouvelles. »
Pour Muneoka, ces questions ont guidé des décennies de recherche et disposent désormais, enfin, d'une nouvelle base.
« L’échec de la régénération chez les mammifères peut être surmonté », a-t-il déclaré. « Nous disposons désormais d’un modèle pour commencer à comprendre comment. »