09.05.2014

Régénération d'un membre amputé: s'inspirer du poisson zèbre

Les poissons zèbres, ainsi que certains amphibiens, sont des champions de la régénération. Lorsqu’on ampute certains de leurs organes, ils ont la capacité de remplacer la partie manquante. Une doctorante de l'Unité de zoologie a tenté de déterminer pourquoi ce poisson a conservé la capacité de régénérer ses membres après une amputation, alors que nous avons totalement perdu cette faculté. Son travail montre que des facteurs épigénétiques sont au cœur de ce processus et pourraient révéler des applications intéressantes en médecine régénérative.

Pour reconstituer les tissus et les os de la nageoire caudale amputée, le poisson zèbre réactive les programmes développementaux qui lui ont déjà servi à devenir adulte. Cette régénération repose sur la capacité des cellules matures de la plaie à reconnaître le site d’amputation et à s’y mobiliser. A cet endroit, les cellules fonctionnelles adultes perdent leurs propriétés spécialisées pour se transformer en cellules progénitrices embryonnaires. Ces cellules progénitrices se comportent comme des cellules souches : elles se multiplient et migrent au-dessus du site d’amputation pour former une excroissance. Ensuite, une partie des nouveaux tissus commencent à se différencier pour remplacer les tissus manquants. Les travaux de la doctorante Catherine Pfefferli, dirigés par le Professeur Fritz Müller et la Docteure Chantal Wicky et réalisés en collaboration avec la Professeure Anna Jazwinska, spécialiste de la régénération chez le poisson zèbre, ont montré que des facteurs épigénétiques spécialisés, formant un complexe composé de plusieurs protéines appelé le complexe NuRD, sont nécessaires à l'étape de la différenciation des cellules progénitrices.

Transposable chez l’homme

Les facteurs épigénétiques, de manière générale, modifient l'emballage de l'ADN dans le noyau de la cellule et influent sur l'expression des gènes. Le complexe NuRD a été conservé durant l’évolution et joue un rôle important dans le développement embryonnaire de nombreux organismes pour changer le destin d'une cellule souche en une cellule spécialisée. En révélant l'existence d'un complexe NuRD spécialisé dans la régénération, la recherche de Catherine Pfefferli ouvre de nouvelles pistes pour l'étude des mécanismes de la régénération et de sa réactivation dans d'autres organismes, tel que l'humain. En effet, les êtres humains ont perdu cette capacité de régénération. Ainsi, les progrès de la recherche permettraient d’améliorer la médecine régénérative, comme par exemple de remplacer une peau brûlée ou un membre amputé. Dans le futur, la manipulation de facteurs épigénétiques à l’endroit de la lésion pourrait, par exemple, contribuer à «redémarrer» artificiellement des programmes de régénération chez une personne blessée ou amputée.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le magazine scientifique BMC Biology: http://www.biomedcentral.com/1741-7007/12/30/abstract

Contact:

Catherine Pfefferli, assistante-docteure au Département de biologie, 026 300 89 07, catherine.pfefferli@unifr.ch