Médecine régénérative : 
une hormone aide à régénérer des membres sur une grenouille
Source : Futura Sciences

par Marie-Céline RayJournaliste
Publié le 08/11/2018

Un nouveau pas a été franchi pour la médecine régénérative : 
des chercheurs
américains ont régénéré en partie une patte de grenouille grâce à un «
bioréacteur » qui délivre de la progestérone directement au niveau du membre
amputé. 

Pourra-t-on un jour faire repousser un bras ou une jambe ? 
Pour l'instant, cela reste de la science-fiction. 
Dans le monde animal, certains êtres vivants sont capables de
régénération : des vers plats, les planaires, coupés en deux, reconstruisent un
nouvel organisme ; des lézards font repousser leur queue et des crabes leur
pince. 
Chez les mammifères, certains tissus, comme la peau, l'épithélium
intestinal, se régénèrent toute la vie, mais il est impossible de faire
repousser un membre perdu par amputation. 
Avant de faire des essais chez l'homme, les chercheurs 
étudient des modèles animaux. Ici, des scientifiques de
l'université Tufts ont travaillé sur un amphibien, le xénope (Xenopus laevis),
une grenouille africaine souvent utilisée comme modèle en biologie. Dans cette
espèce, l'adulte a perdu les capacités de régénération qui existent chez le
jeune. Après une amputation, cette grenouille régénère seulement un cartilage,
sous la forme d'une sorte d'épine. Pour cette étude décrite dans la revue Cell
Reports, les chercheurs ont créé un bioréacteur portable qui libère de la
progestérone localement. La progestérone est une hormone sexuelle féminine,
mais elle possède aussi des capacités de régénération. D'après Celia
Herrera-Rincon, principale auteure de l'article, la progestérone « module
également la réponse immunitaire pour favoriser la guérison et déclenche la
repousse des vaisseaux sanguins et des os. »
L'amputation d'un membre conduit à la formation d'une « épine » de cartilage
chez la grenouille adulte (à gauche). Un traitement avec la progestérone
pendant 24 heures permet la formation d'une structure en forme de « pagaie » (à
droite). © Celia Herrera-Rincon 
Un traitement de 24 heures déclenche une régénération sur plusieurs mois. 
Le dispositif mis au point par l'université
comprenait une petite boîte avec un hydrogel contenant de la progestérone. 
Juste après l'amputation d'une patte arrière, le bioréacteur a été cousu sur le
site de la blessure afin qu'il délivre de la progestérone pendant 24 heures,
puis il a été retiré. Cette exposition de seulement 24 heures a eu un effet
bénéfique et durable sur la repousse des tissus : les grenouilles régénéraient
partiellement leur membre arrière, tandis que, sans traitement, les grenouilles
ne régénéraient que des épines de cartilage. 
Avec la progestérone, les grenouilles formaient une sorte de patte plate, comme
une pagaie ou une raquette. Certes, la patte n'était pas parfaite et n'avait
pas de pied, mais elle ne contenait pas que du cartilage : elle avait de l'os,
des nerfs et des vaisseaux sanguins. Enfin, du point de vue fonctionnel, les
animaux avec leur « patte plate » étaient plus actifs au niveau locomoteur que
ceux qui n'avaient qu'une épine cartilagineuse. L'exposition de 24 heures a
suffi pour conduire à des changements pendant des mois dans l'expression des
gènes. 
Ce bref traitement a donc déclenché un programme de croissance et de
remodelage tissulaire qui a favorisé un long processus de régénération. 
L'expérience a fonctionné sur une grenouille adulte, ce qui laisse présager des
applications chez l'homme. L'idée est de trouver les molécules à appliquer pour
réactiver un processus qui a déjà eu lieu dans la vie embryonnaire, comme l'a
expliqué l'un des auteurs, Michael Levin, au New Scientist : « Votre corps sait
comment fabriquer un membre - il l'a fait pendant le développement
embryonnaire. »

Ce qu'il faut retenir : 
Sur des grenouilles amputées de leurs pattes, les
chercheurs ont appliqué un dispositif qui libère de la progestérone pendant 24 heures. 
Les grenouilles ainsi traitées ont régénéré en partie une patte, avec de
l'os, des vaisseaux sanguins et des nerfs. Sans traitement, les grenouilles ne
formaient qu'une épine de cartilage. 

Pour en savoir plus
Et si un jour, notre corps pouvait faire repousser un membre ?Article de
Jean-Luc Goudet paru le 2 juillet 2016Pourquoi certains vertébrés
parviennent-ils à faire repousser une patte ou une nageoire amputée ? La
question, sur laquelle les biologistes travaillent depuis longtemps, reste
irrésolue mais des scientifiques viennent d'apporter un élément de réponse en
découvrant les mêmes microARN chez trois espèces très différentes. Or, ils
existent aussi chez l'Homme où, qui plus est, ils fonctionnent de manière
semblable. Depuis longtemps, des biologistes explorent cette mystérieuse
capacité de certains animaux à reconstruire un membre complet alors que tant
d'autres, dont les mammifères, ne peuvent que bricoler un moignon. Pourtant,
certains scientifiques pensent possible que cette fonction de régénération soit
présente chez tous les vertébrés mais en quelque sorte désactivée. C'est l'idée
de départ de Benjamin King et Viravuth Yin, à l'université du Maine
(États-Unis), qui postulent qu'un même mécanisme génétique doit être à
l'origine de cette capacité chez différentes espèces. Ils en ont choisi trois,
deux poissons et un amphibien (le poisson-zèbre, le polyptère du Sénégal et
l'axolotl), séparées par environ 420 millions d'années d'évolution. Bonne
pioche, expliquent-ils dans un article publié dans la revue Plos One : ils ont
effectivement trouvé un système génétique, basé sur dix microARN (petits ARN
intervenant dans la régulation des gènes) et quatre ARNt (ARN de transfert
servant à la lecture des gènes). Cet ensemble est identique chez les trois
espèces et semble fonctionner de la même manière. Les auteurs ont pu relier
leur activité à des gènes actifs dans la formation des « blastèmes », ces
ensembles de cellules dédifférenciées qui apparaissent au niveau d'une lésion
importante et qui vont se différencier de nouveau pour reformer les tissus ou
le membre entier. Cerise sur le gâteau : des séquences de ces ARNt existent
chez l'espèce humaine. 
Les images et le schéma en « a » indiquent les filiations des trois espèces de
l'étude, dont les noms sont écrits en caractères gras : le polyptère du Sénégal
(bichir), le poisson-zèbre (zebrafish) et l'axolotl. Les deux premiers sont des
actinoptérygiens (ray finned fishes) et le troisième, un amphibien, est un
sarcoptérygien (lobe finned fishes), comme les amniotes (reptiles, mammifères
et oiseaux) et est déjà éloigné des poissons à poumons (lungfish), comme le
coelacanthe. En b, les photographies montrent les « blastèmes », formation de
cellules dédifférenciées qui s'apprêtent à fabriquer un nouveau membre
(nageoire ou patte), un certain nombre de jours après l'ablation (dpa). © B. L. 
King et V. P. Yin, Plos One Beaucoup de pistes de recherche, mais encore peu
d'explications Comme pour les autres études, ce coup de projecteur n'éclaire
par toute la scène et on est encore bien loin de comprendre cet étonnant
pouvoir. Et encore plus loin de le réactiver chez l'humain... De précédentes
recherches avaient pointé d'autres mécanismes. Globalement, l'idée tourne
autour de la régulation de certains gènes, impliqués dans la régénération ou la
formation de l'embryon et dans la reprogrammation des cellules. Chez le même
poisson-zèbre (Danio rerio), en 2009, une équipe avait montré que des
protéines, les histones, activaient des gènes au niveau d'un membre lésé pour
déclencher la régénération des tissus. Sur ce plan, l'axolotl (Ambystoma
mexicanum), proche des salamandres, vivant dans des lacs mexicains et célèbre
pour passer sa vie à l'état larvaire (c'est la néoténie), est également renommé
pour sa capacité de régénération. En 2013, nous rapportions les travaux d'une
équipe qui désignait les macrophages, des cellules de la réponse immunitaire,
comme déclencheurs de ce phénomène. Un cousin, le triton à points rouges,
réussit, lui, un petit exploit : des cellules de coeur installées dans le
blastème formé après une amputation se transforment en cellules de pattes. La
tentation est grande d'essayer d'en faire autant... 

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qu'elles peuvent survivre jusqu'à 17 jours après la mort de l'organisme. 
Surpris, les biologistes pensent que là résident des clés pour mieux les
utiliser. 

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