Une équipe de recherche américaine a réussi à faire repousser les pattes de grenouilles amputées grâce à un traitement innovant. Percée possible en médecine régénérative.
Crédit : Avancées scientifiques
Grâce à un appareil portable expérimental et à un cocktail médicamenteux spécial, il a été possible de faire repousser des membres fonctionnels chez des grenouilles aux pattes amputées. Il s’agit d’une étape extraordinaire avec un énorme potentiel dans le domaine de la médecine régénérative ; en effet, à l’avenir, à partir de ces résultats, il pourrait même être possible de régénérer un membre perdu chez une personne, victime d’un accident ou des complications d’une pathologie métabolique (telle que le diabète). Ce n’est pas un hasard si la grenouille utilisée dans l’expérience – le xénope lisse ou platana (Xenopus laevis), une espèce africaine largement utilisée comme modèle dans la recherche scientifique – lorsqu’elle perd une patte, elle ne la récupère pas comme c’est le cas avec d’autres amphibiens . Une fois amputée, elle est perdue à jamais, comme c’est le cas chez l’homme. Grâce à ce traitement innovant, les scientifiques ont cependant réussi à faire repousser les tissus et les grenouilles ont retrouvé un membre fonctionnel, mais pas encore anatomiquement parfait.
Cette technique régénérative potentiellement révolutionnaire a été développée par une équipe de recherche américaine dirigée par des scientifiques du département de biologie de l’université Tuft de Medford, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’Allen Discovery Center, du département de génie biomédical, du Wyss Institute for Ingénierie d’inspiration biologique de l’Université de Harvard et d’autres centres de recherche. Les chercheurs, coordonnés par le professeur Michele Levi, professeur de biologie à l’Université du Massachusetts, ont développé leur approche en partant de l’idée de pousser les cellules à se comporter comme elles le font pendant les étapes du développement embryonnaire, et non comme elles le font après une blessure. En termes simples, ils les ont orientés vers la régénération du membre et non vers la production d’une cicatrice, dont le but est d’éviter d’autres dommages. « Au tout début du développement, les cellules qui deviendront éventuellement des membres et des organes s’organisent en structures anatomiques précises en utilisant une gamme de signaux chimiques, biomécaniques et électriques », explique le professeur Levi dans un article de The Conversation.
Crédit : Avancées scientifiques
Pour créer un environnement adapté, le professeur Levi et ses collègues ont mis au point un bioréacteur portable composé d’un hydrogel à base de soie, un moyen « d’isoler » la patte amputée des grenouilles et de favoriser le processus de régénération, tout en bloquant les signaux qui conduiraient à cicatrisation. Pour faciliter le travail de l’appareil, ils ont ajouté un cocktail de cinq médicaments impliqués dans la croissance des tissus et le développement des animaux. Le dispositif a été appliqué pendant 24 heures et, une fois retiré, les scientifiques ont étudié l’évolution du site d’amputation pendant un an et demi. « Au cours de 18 mois, nous avons été surpris de constater que les grenouilles étaient capables de régénérer leurs pattes, y compris des projections en forme de doigts avec une repousse significative des nerfs, des os et des vaisseaux sanguins. Les membres ont également répondu à une légère pression, ce qui signifie qu’ils ont restauré le sens du toucher et ont permis à la brasse de retrouver un comportement de nage normal », a écrit le professeur Levi. « Les grenouilles qui étaient équipées de l’appareil mais sans le cocktail de médicaments avaient une repousse limitée des membres sans beaucoup de récupération fonctionnelle. Et les grenouilles qui n’ont pas été traitées avec l’appareil ou le cocktail de médicaments n’ont pas repoussé les membres, laissant les moignons engourdis au toucher et fonctionnellement compromis », a commenté le scientifique.
Crédit : Avancées scientifiques
Comme indiqué, cependant, les membres de grenouilles n’ont pas repoussé aussi parfaitement que les membres naturels (dans certains cas, les os étaient fragmentés), de sorte que les scientifiques pensent que certains signaux moléculaires peuvent être manquants. Le procédé, aussi valable soit-il, peut donc être encore amélioré et optimisé, peut-être en intervenant précisément sur le cocktail médicamenteux. À l’avenir, ce traitement pourrait faire repousser des membres parfaits chez les grenouilles et, s’il est considéré comme sûr et efficace, il pourrait également être testé chez l’homme. Mais cela prendra encore beaucoup de temps. « Notre traitement est loin d’être prêt à être utilisé chez l’homme et nous savons seulement qu’il fonctionne lorsqu’il est appliqué immédiatement après la blessure », a conclu le professeur Levi. Les détails de la recherche « L’administration multidrogue aiguë via un bioréacteur portable facilite la régénération à long terme des membres et la récupération fonctionnelle chez le Xenopus laevis adulte » ont été publiés dans la revue scientifique faisant autorité Science Advances.