La recherche scientifique s’intéresse de près à ce phénomène de régénération. Permettra-t-elle de transposer les données sur ces animaux à nous les hommes ? Allez savoir…
Régénération définition
La régénération correspond à la repousse quasi à l’identique d’une partie vivante (tissu ou organe) d’un individu et ceci tout en fonctionnant parfaitement à nouveau ! On parle de reconstitution morphologique et fonctionnelle.
Cette régénération n’est possible que pour de rares animaux. En fait, la plupart des espèces de vertébrés adultes, hommes inclus, n’ont que des capacités régénératives très limitées, au contraire de certains reptiles, amphibiens et poissons qui ont la faculté de régénérer un organe ou un membre entier (patte, queue, nageoire, mâchoire, etc.). Nous les hommes, avons tout juste la potentialité de faire à nouveau quelques cellules et encore pas toutes- celles de la peau, du foie, des os, des muscles squelettiques : oui …mais pas celles du cerveau [1] ni toutes les autres.
La voie naturelle pour remplacer un membre amputé : la formation d’un blastème
Ce phénomène de régénération implique un renouvellement coordonné de types cellulaires très variés. En effet, pour renouveler une patte par exemple, il faut des cellules de peau, d’os, de vaisseaux sanguins, de nerfs, etc. Ceci est possible grâce à la mobilisation d’un petit groupe de cellules de la région lésée qui va prendre en charge la reconstruction du tissu. Ce petit groupe de cellules, dit de réserve, donne naissance à la formation d’une petite bosse ou blastème [du grec blastos : germe].
Pour en savoir plus :
La formation d’un blastème (encart ci-dessous)
A partir de quoi se forme le petit bout qui va permettre la régénération? (encart ci-dessous)
Une fois le blastème formé, ces milliers de cellules (composant le blastème) vont se multiplier et le faire grandir. Puis, il va se différencier pour régénérer tous les différents tissus du membre perdu, incluant os, muscles, nerfs, vaisseaux sanguins et peau et suivre les étapes de développement des formes (morphogénèse) afin de récréer à la taille correcte et de façon fonctionnelle le membre ou appendice manquant. Tout ceci va bien évidemment engendrer des changements anatomiques dus à des activations de gènes. 
Certains chercheurs font le pari de comprendre les mécanismes et la génétique sous-jacente à la formation de ce blastème.
L’axolotl, un petit amphibien qui peut en dire long sur la régénération
Dans son milieu naturel, l’Axolotl peut passer toute sa vie (jusqu’à 25 ans) à l’état larvaire sans jamais se métamorphoser en adulte ! Par contre, en captivité, il se métamorphosera généralement d’autant plus, si on modifie ses conditions d
e vie (niveau d’eau et chaleur). Il possède des branchies externes de part et d’autre de la tête, (les petites pointes rouges arborées visibles sur la photo) et respire également par la peau. Il est très utilisé en recherche car il peut régénérer des organes endommagés, détruits ou amputés : un bras, un œil manquant, une mâchoire, des parties de son cerveau … Chez un jeune axolotl de 5 cm, la régénération complète d’une patte dure environ 30 jours, mais le processus prend de 2 à 3 mois chez un animal adulte de 30 cm. De nombreux scientifiques étudient chez l’axolotl les processus qui régulent cette régénération.Pour en savoir plus :
Des cellules qui restent dans un état non spécialisé (indifférencié), la clef du problème de la régénération ?
Certains chercheurs essaient de comprendre comment les cellules souches peuvent rester dans un état non spécialisé.
On l’aura compris jusqu’ici, il est primordial que les cellules souches puissent être dans un état « non spécialisé » pour pouvoir donner naissance ensuite à toute une variété de cellules qui pourront alors se « spécialiser ». Une étude récente publiée dans la très célèbre revue Science, ce janvier 2009, par A. Sprading et ses collaborateurs s’intéresse aux mécanismes qui permettent la spécialisation des cellules souches.
Certains chercheurs essaient de comprendre comment les cellules souches peuvent rester dans un état non spécialisé.On l’aura compris jusqu’ici, il est primordial que les cellules souches puissent être dans un état « non spécialisé » pour pouvoir donner naissance ensuite à toute une variété de cellules qui pourront alors se « spécialiser ». Une étude récente publiée dans la très célèbre revue Science, ce janvier 2009, par A. Sprading et ses collaborateurs s’intéresse aux mécanismes qui permettent la spécialisation des cellules souches.
source: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19039105
Pour en savoir plus :
Ces auteurs ont mis en évidence, chez la drosophile un gène appelé scrawny (maigre en anglais) qui intervient dans la différenciation cellulaire. Ces auteurs montrent que le rôle de scrawny est de modifier la chromatine [voir encadré les histones ou comment passer du nu à la version X ?] en modifiant tout particulièrement l’histone H2B. D’après leurs résultats, les drosophiles qui n’ont pas de scrawny capable de fonctionner, perdent prématurément les cellules souches indifférenciées situées au niveau du tissu reproductif, de la peau et de l’intestin : elles disparaissent tout simplement ! Ces auteurs montrent donc un rôle crucial de scrawny pour le maintien chez la drosophile des cellules souches indifférenciées.
Que nous apprennent les cellules de nageoires de poissons ?
Le poisson zèbre adulte est capable de régénérer toutes ses nageoires, la caudale étant la plus étudiée. La régénération de celle-ci est quasi complète 14 jours après l’amputation (dpa=jour après amputation, day post amputation) voir figure ci-dessous.
Au cours des cinq dernières années, il y a eu une explosion d’études sur les phénomènes régulant les programmes génétiques par de petites molécules appelées microARN (miRNA). Leur découverte très récente a démontré un mode de régulation des programmes génétiques encore plus fins que ceux que l’on connaissait déjà. Une donnée essentielle est que ces microARN sont très conservés au sein du règne animal. Certains chercheurs ont mis en évidence la présence de certains de ces microARN lors de la repousse de la nageoire du poisson zèbre.
Pour en savoir plus :
Ces fabuleuses étoiles de mer qui peuvent régénérer entièrement à partir de n’importe quel morceau !
Certaines étoiles de mer sont surprenantes et peuvent renouveler un ou plusieurs de leurs bras. Pour certaines espèces, la présence d’un morceau du disque central est nécessaire pour la reconstitution d’un bras, dans d’autres, n’importe quelle partie semble adéquate à la repousse ! Ahurissant !Les étoiles de mer sont des prédateurs de coraux et coquillages ; puisqu’elles n’avancent pas très vite, leurs proies doivent avoir une certaine lenteur. Afin de manger, elles expulsent leur estomac à l’extérieur de leur corps, par la bouche, et vont digérer lentement, très lentement (plusieurs heures) le corps de leur proie. L’histoire raconte que certains pêcheurs utilisaient l’aptitude lente de ces étoiles de mer à conquérir leur festin afin de récupérer et vendre leur proie (coquillages) ! De plus, la multiplication de leurs appâts à coquillages est bien aisée puisqu’il suffit (ou presque) de couper en deux une étoile pour en obtenir deux !
Malheureusement, on ne sait pas à l’heure actuelle comment cette régénération est possible. En effet, ces animaux ne sont pas des animaux très étudiés en laboratoire en raison de l’absence d’outils moléculaires et génétiques concernant ces espèces, au contraire d’autres animaux comme l’axolotl ou le poisson zèbre.
Pour en savoir plus et… petit avis sur les politiques de recherche de nos politiciens…
Linckia ou étoile comète régénérant ici 5 bras à partir d’un seul. Si vous voulez en savoir plus sur les étoiles de mer, (source de cette photo) http://www.vsf.cape.com/~jdale/science/science.htm.
Conclusions
Il est à parier que l’étude sur la régénération possible des animaux, comme l’axolotl qui peut régénérer un grand nombre de ses membres ou le poisson zèbre sa nageoire, nous renseigne un jour sur les processus moléculaires et génétiques de la régénération qui fait défaut chez l’homme.
La régénération d’un membre, est-ce un mystère ? Oui et non… quelques réponses deviennent de plus en plus claires pour certaines espèces, pour d’autres espèces moins étudiées comme l’étoile de mer, c’est plus flou, même si ceux-ci peuvent reformer un individu entier ! Une chose est sûre, la recherche avance (aura-t-elle les moyens de poursuivre ces recherches, ça c’est une autre histoire…) mais il est difficile de ne pas être enthousiaste et subjugué par les ressources surprenantes de ces animaux !
[1] Ceci est à nuancer pour le cerveau par exemple puisque l’on connait à l’heure actuelle 2 endroits de cellules nerveuses qui se renouvellent chez l’adulte c’est-à-dire 2 lieux de production de cellules souches nerveuses : le bulbe olfactif (partie impliquée dans l’olfaction) et l’hippocampe (partie dédiée à la mémoire). A priori, ces neurones sont présents pour renouveler le contingent présent de ces neurones précis et non le cerveau entier. Prélevés et cultivés en laboratoire dans un environnement de substances définies, ces neurones souches peuvent donner naissance à d’autres neurones qui n’ont rien à voir avec ceux du bulbe olfactif ou de l’hippocampe. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle on les nomme cellules souches ; car elles peuvent donner naissance à tout un genre particulier de cellules nerveuses. Vu l’endroit délicat de leur emplacement, la recherche sur ces groupes de cellules nerveuses renouvelables est tout de même en action. Qui sait si les progrès de la chirurgie ne permettront pas l’accès à ces régions ? Quoique moins spécialisées vers l’état de neurone, il est tout de même plus envisageable à l’heure actuelle pour la recherche de « travailler » sur les cellules souches embryonnaires du cordon ombilical par exemple ou les cellules souches de la moelle osseuse, puisque ces dernières sont bien plus facile d’accès.
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