Depuis des générations, la science admet que les humains et les salamandres ont des approches très différentes des blessures : les salamandres régénèrent des membres entiers, tandis que les humains forment du tissu cicatriciel et s'en plaignent. De nouvelles recherches du Texas A&M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) suggèrent que cette limitation n'est peut-être pas aussi ancrée qu'on le pensait - la capacité de régénération pourrait se cacher dans notre propre machinerie de guérison, attendant juste la bonne impulsion.
"Pourquoi certains animaux peuvent régénérer et d'autres, en particulier les humains, ne le peuvent pas est une grande question qui se pose depuis Aristote," a déclaré le Dr Ken Muneoka, professeur au département de physiologie et pharmacologie vétérinaires (VTPP) du VMBS. "J'ai passé ma carrière à essayer de comprendre cela." Aristote, pour mémoire, n'avait pas accès aux facteurs de croissance modernes.
Dans une étude publiée dans Nature Communications, Muneoka et ses collègues décrivent un traitement en deux étapes qui a réussi à régénérer l'os, les structures articulaires et les ligaments chez les mammifères. Les tissus régénérés n'étaient pas des répliques parfaites, mais ils étaient suffisamment proches pour suggérer que l'approche pourrait éventuellement réduire les cicatrices et améliorer la réparation tissulaire après des amputations.
La clé était de rediriger le processus de guérison loin de la fibrose - la réponse par défaut du corps où les cellules fibroblastes ferment rapidement les plaies avec du tissu cicatriciel. Chez les animaux régénérateurs comme les salamandres, des cellules similaires se rassemblent en un blastème, une structure qui sert de base à une nouvelle croissance. L'équipe de Texas A&M voulait voir si elle pouvait pousser les fibroblastes mammifères vers le blastème plutôt que vers la cicatrice.
"C'est comme si ces cellules pouvaient se déplacer dans deux directions différentes," a déclaré Muneoka. "Elles pourraient soit faire une cicatrice, soit faire un blastème. Notre recherche s'est concentrée sur la redirection du comportement des fibroblastes déjà présents sur le site de la blessure."
Le traitement utilise deux facteurs de croissance bien connus en séquence. D'abord, ils ont appliqué le facteur de croissance des fibroblastes 2 (FGF2) après la cicatrisation de la plaie - laissant le corps réagir normalement avant d'intervenir. Cela a encouragé la formation d'une structure semblable à un blastème, qui ne se produit normalement pas chez les mammifères après de telles blessures. Plusieurs jours plus tard, ils ont appliqué la protéine morphogénétique osseuse 2 (BMP2), qui a indiqué à ces cellules de commencer à construire de nouveaux tissus.
"C'est vraiment un processus en deux étapes," a déclaré Muneoka. "Vous déplacez d'abord les cellules loin de la cicatrisation, puis vous fournissez les signaux qui leur disent quoi construire."
L'une des conclusions les plus encourageantes de l'étude est que la régénération ne nécessite pas l'ajout de cellules souches de l'extérieur du corps - une approche courante en médecine régénérative. "Vous n'avez pas vraiment besoin d'obtenir des cellules souches et de les remettre en place," a déclaré Muneoka. "Elles sont déjà là - vous avez juste besoin d'apprendre à les faire se comporter comme vous le souhaitez."
Le Dr Larry Suva, un autre professeur du VTPP impliqué dans l'étude, a déclaré que les résultats remettent en question des hypothèses de longue date. "Les cellules que nous pensions non programmables, en fait, le sont," a déclaré Suva. "La capacité n'est pas absente - elle est simplement obscurcie."
Les chercheurs ont également trouvé des preuves que les cellules peuvent être redirigées pour créer des structures en dehors de leur emplacement habituel - un processus appelé re-spécification positionnelle. En termes pratiques, les cellules qui aideraient normalement à former un type de tissu peuvent être instruites pour reconstruire quelque chose de complètement différent après une blessure.
Bien que les tissus régénérés n'aient pas été des correspondances exactes avec l'anatomie d'origine, l'équipe a réussi à restaurer toutes les structures majeures retirées lors de l'amputation, y compris l'os, le tendon, le ligament et le tissu articulaire. "Nous avons régénéré ce à quoi vous vous attendriez à ce niveau de blessure," a déclaré Muneoka. "Les structures sont là - juste pas sous une forme parfaite."
Les résultats suggèrent également que la régénération dépend de multiples voies biologiques travaillant ensemble, ce qui la rend bien plus complexe que l'activation d'un seul mécanisme. Mais les scientifiques pensent que l'approche pourrait avoir des applications pratiques bien avant que la régénération complète ne devienne possible - même en déplaçant la réponse