Depuis des générations, les scientifiques croient que l’une des limitations fondamentales des humains et des autres mammifères est l’incapacité de régénérer les parties du corps perdues. Alors que des animaux tels que les salamandres peuvent régénérer des membres entiers, les humains guérissent souvent leurs blessures en créant du tissu cicatriciel.
De nouvelles recherches du Texas A&M College of Veterinary and Biomedical Sciences (VMBS) suggèrent que la capacité de régénération n’est peut-être pas complètement absente chez les mammifères. Au lieu de cela, ils peuvent être cachés dans les mécanismes normaux de guérison du corps, attendant d’être activés dans les bonnes conditions.
“Pourquoi certains animaux se régénèrent et d’autres, en particulier les humains, non, est une grande question qui se pose depuis Aristote”, a déclaré le Dr Ken Muneoka, professeur au Département de physiologie et pharmacologie vétérinaires (VHP) du VMBS. “J’ai passé ma carrière à essayer de comprendre cela.”
Dans une étude publiée dans Communication naturelleMuneoka et ses collègues décrivent un nouveau traitement en deux étapes qui permet la régénération des os, des articulations et des tendons. Bien que les tissus repoussés ne soient pas des répliques parfaites des copies originales, les chercheurs pensent que cette technique pourrait aider à réduire les cicatrices et à améliorer la régénération des tissus après résection.
Rediriger la guérison des cicatrices
Lorsque les mammifères sont blessés, le corps réagit généralement par une fibrose. Au cours de ce processus, les cellules fibroblastiques referment rapidement la plaie et forment du tissu cicatriciel. Cette réponse aide à prévenir l’infection et d’autres dommages, mais limite la capacité du corps à restaurer ce qui a été perdu.
Les animaux régénératifs empruntent un chemin différent. Par exemple, chez les salamandres, des cellules similaires s’accumulent dans des structures appelées blastèmes, qui constituent la base de la croissance de nouveaux tissus.
“C’est comme si ces cellules pouvaient se déplacer dans deux directions différentes”, a déclaré Muneoka. “Ils peuvent former une cicatrice ou un blastème. Nos recherches se sont concentrées sur la modification de la fonction des fibroblastes au niveau du site de la blessure.”
Pour déterminer s’il pouvait induire une guérison chez les mammifères, l’équipe de recherche a développé un traitement utilisant successivement deux facteurs de croissance bien connus.
La première étape consistait à appliquer le facteur de croissance des fibroblastes 2 (FGF2) une fois la plaie cicatrisée. En attendant la fin du processus initial de guérison, les chercheurs ont permis au corps de réagir normalement avant d’intervenir.
Selon Muneoka, l’équipe a alors « changé ce qui s’est passé ensuite ».
FGF2 a favorisé la formation de structures de type blastème qui ne se produisent normalement pas chez les mammifères après ce type de blessure. Quelques jours plus tard, les chercheurs ont utilisé un deuxième facteur de croissance, la protéine morphogénétique osseuse 2 (BMP2), pour stimuler ces cellules à commencer à fabriquer de nouveaux tissus.
“C’est vraiment un processus en deux étapes”, a déclaré Muneoka. “Vous retirez d’abord les cellules de la cicatrice, puis vous leur donnez un signal pour leur dire quoi construire.”
Repenser le rôle des cellules souches
L’une des découvertes les plus importantes de la recherche est que la régénération ne nécessite peut-être pas l’ajout de cellules souches extérieures au corps, une méthode couramment utilisée en médecine régénérative.
“Vous n’êtes pas obligé de retirer les cellules souches et de les remettre”, a déclaré Muneoka. “Ils sont déjà là, il faut juste apprendre à les prendre comme on le souhaite.”
Le Dr Larry Suwa, un autre professeur du MIT impliqué dans la recherche, a déclaré que les résultats remettent en question les hypothèses de longue date sur ce que les cellules de mammifères peuvent faire.
“Les cellules que nous pensions non programmables le sont en réalité”, a déclaré Suva. “Pas de courant, juste un flou.”
Les chercheurs ont également découvert que les cellules peuvent être réorientées pour former des structures autres que leur position normale. Ce processus, appelé repositionnement, constitue une partie importante du développement.
Concrètement, les cellules qui contribuent à la construction d’un type de tissu peuvent également fournir des instructions pour reconstruire une autre structure après une blessure.
Croissance des os, tendons, ligaments et articulations
Bien que les tissus régénérés ne correspondent pas exactement à l’anatomie d’origine, les chercheurs ont réussi à régénérer toutes les principales structures détruites lors de l’amputation, notamment les os, les tendons, les ligaments et les tissus articulaires.
Les parties récupérées contenaient des composants squelettiques et des tissus conjonctifs disposés selon un motif similaire à l’anatomie naturelle.
“Nous avons restauré ce à quoi on s’attendrait avec ce niveau de dégâts”, a déclaré Muneoka. “Les structures sont là, mais pas dans une forme parfaite.”
Les résultats suggèrent que la régénération dépend de plusieurs voies biologiques. La régénération tissulaire semble être bien plus complexe que l’activation d’un seul mécanisme.
Avantages potentiels pour la cicatrisation des plaies
La recherche en est encore à ses débuts, mais les scientifiques pensent qu’elle pourrait avoir des applications pratiques bien avant qu’une régénération complète ne soit possible.
Plutôt que de se concentrer uniquement sur le remplacement des structures manquantes, cette approche peut contribuer à améliorer les résultats de guérison en réduisant les cicatrices et en améliorant la régénération des tissus.
“Les gens doivent commencer à réfléchir à l’utilisation de ces signaux pendant leur convalescence”, a déclaré Muneoka. “Même si la réponse est légèrement altérée par les cicatrices, il peut y avoir de réels bénéfices.”
Le chemin vers les tests cliniques peut être plus facile que celui de nombreux traitements expérimentaux. Le BMP2 est approuvé par la FDA pour certaines utilisations médicales, et le FGF2 est actuellement évalué dans le cadre de plusieurs essais cliniques.
Nouvelles perspectives sur la régénération des mammifères
Cette étude confirme que la régénération chez les mammifères n’est peut-être pas un trait complètement perdu. Au lieu de cela, il peut s’agir d’une capacité dormante qui reste inactive pendant la guérison.
“Cela change notre façon de penser à ce qui est possible”, a déclaré Suva. “Montrer que la régénération peut être activée ouvre la porte à une toute nouvelle série de questions.”
Pour Muneoka, ces questions ont guidé des décennies de recherche et disposent désormais d’un nouveau cadre prometteur.
“Les déficits régénératifs chez les mammifères peuvent être récupérés”, a-t-il déclaré. “Maintenant, nous avons un modèle pour comprendre comment procéder.”