Obtenir Une Tête: Comment Les Vers Régénèrent Les Tissus Perdus

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Trois nouvelles études révèlent pourquoi certaines espèces de vers plats peuvent régénérer leur tête, alors que d'autres ne le peuvent pas.

Le mystère de la raison pour laquelle certains animaux peuvent régénérer des parties du corps alors que d'autres ne le peuvent pas a longtemps étonné les scientifiques, mais trois nouvelles études ont mis la tête aux yeux.

Trois groupes de recherche différents ont étudié les raisons pour lesquelles certaines espèces de vers plats peuvent régénérer des têtes et des queues entières après avoir été coupées en morceaux, tandis que d'autres espèces de vers ne régénèrent que partiellement leurs parties du corps. En activant un seul gène dans la cascade de signaux impliqués dans la régénération, les chercheurs ont restauré la capacité des vers à faire pousser de nouvelles têtes.

"Chez les vers plats, vous pouvez découper un seul morceau dans n'importe quelle partie du ver, et d'une manière ou d'une autre, comme par magie, il se transforme en ver", a déclaré le biologiste moléculaire Jochen Rink, qui a dirigé l'une des études. La question est: "Pourquoi certains animaux peuvent-ils se régénérer alors que d'autres ne le peuvent pas?" Rink, de l’Institut Max Planck de biologie moléculaire et génétique à Dresde, en Allemagne.

Tête de mort-vivant

Pour trouver la réponse à cette question, les trois groupes ont étudié plusieurs espèces étroitement apparentées de ver plat ou planarien. Certaines espèces, telles que Schmidtea mediterranea, ont de superbes capacités de régénération. Si vous coupez ces vers n'importe où le long de leur longueur, la partie tête va développer une nouvelle queue et la partie queue développer une nouvelle tête. [Galerie d'images: Remarquables animaux bioniques]

En revanche, des espèces telles que Dendrocoelum lacteum ont moins de capacité de régénération. Si vous coupez ces vers dans le quart du corps le plus proche de leur tête, ils formeront deux vers complets, mais si vous les coupez plus bas, la partie intacte de la queue ne repoussera pas la tête.

Le processus de croissance d'une nouvelle tête, avec cerveau et yeux, est complexe, c'est le moins que l'on puisse dire. Des recherches antérieures ont montré que le fait de sectionner une partie du corps déclenche une chaîne de signaux dans les cellules souches, le mastic biologique pouvant se développer dans n'importe quel type de tissu. Ensemble, ces signaux agissent comme un commutateur moléculaire: l'activation des signaux conduit à la création d'une nouvelle queue, tandis que leur blocage permet le développement d'une nouvelle tête.

Maintenant, en utilisant des technologies de pointe de séquençage génétique, les chercheurs ont déterminé quels gènes étaient actifs, en activant les signaux de régénération, chez les vers plats qui pourraient générer de nouveaux noggins par rapport à ceux qui ne le pouvaient pas.

Les études ont révélé qu'aucun des gènes associés à la régénération de la tête n'était actif dans la moitié de la queue de ces vers ne se régénérant que partiellement. "C'était comme si la pièce [de queue] n'avait jamais pris la décision d'initier la régénération de la tête", a déclaré Rink à WordsSideKick.com.

Ensuite, les chercheurs ont artificiellement bloqué les signaux moléculaires responsables de la régénération de la queue. En conséquence, les vers auxquels il n’était auparavant plus possible de régénérer les têtes ont pu en produire de nouvelles.

L'espèce planaire Dendrocoeulum lacteum est incapable de régénérer une tête perdue. Cet échantillon, cependant, était génétiquement modifié - la repousse de la tête a été réactivée.

L'espèce planaire Dendrocoeulum lacteum est incapable de régénérer une tête perdue. Cet échantillon, cependant, était génétiquement modifié - la repousse de la tête a été réactivée.

Crédit: MPI-CBG, Dresden

L'idée d'interférer avec un seul gène pourrait permettre de surmonter le blocage de la régénération de la tête était une grande surprise, a déclaré Phillip Newmark, biologiste du développement à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et responsable de l'une des autres études.

La patinoire a accepté. "Pour induire artificiellement ce processus, vous pourriez penser que vous devez tourner une centaine de boutons en même temps, mais vous ne devez peut-être que tourner quelques boutons", a-t-il déclaré.

On peut même faire en sorte que les vers plats développent une seconde tête à la place d'une queue, chaque tête contrôlant la moitié du corps. Ou, vous pouvez faire un ver sans tête et deux queues, ce qui vous fait vous demander pourquoi ils ont besoin d'un cerveau, a déclaré Rink.

Pouvoirs de régénération

Les équipes ne peuvent que spéculer sur les raisons pour lesquelles certaines espèces de vers plats peuvent régénérer leurs têtes de façon naturelle, mais pas celles d’autres vers. Il pourrait y avoir des compromis pour compléter la capacité de régénération, ont indiqué les chercheurs. Rink a supposé que certains vers plats utilisaient la régénération comme méthode de reproduction asexuée. "L'animal se fixe à la surface et la tête" s'en va ", a-t-il déclaré. D'autres vers plats peuvent se concentrer sur la production d'œufs destinés à la reproduction sexuée, aux dépens de leur capacité à se régénérer.

Le neurobiologiste Alejandro Sánchez Alvarado, qui n'a participé à aucune de ces études, a déclaré que les résultats sont importants pour la compréhension des scientifiques quant à la régénération des vers plats et à l'évolution du phénomène. "La question reste de savoir si ce type de modulation peut ou non expliquer la perte ou les gains de capacités de régénération chez les animaux autres que [les vers plats]", a déclaré Sánchez Alvarado, neurobiologiste à l'Institut Stowers de recherche médicale de Kansas City, Kansas.

D'autres animaux, tels que certains types de salamandres et de poissons, peuvent également régénérer les membres. Mais il n'est pas encore clair s'ils utilisent le même "plan" pour la régénération ou s'ils ont développé leurs capacités indépendamment, a déclaré Rink.

Il est tentant de demander si les humains pourraient tirer profit de ces études sur la régénération des tissus. Mais les humains sont très différents des vers plats et n’ont pas la capacité de se régénérer partiellement comme le font les vers.

"Explorer comment transformer les principes dérivés de ces études en principes de la régénération des mammifères serait intéressant et pourrait éventuellement être bénéfique pour le développement de la médecine régénérative [chez l'homme]", a déclaré Mayumi Ito, professeur de dermatologie à la NYU School of Medicine pas impliqué dans les études.

Les conclusions des trois groupes ont été détaillées en ligne aujourd'hui (24 juillet) dans la revue Nature.

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