Une équipe de l'Université de Stanford a identifié le mécanisme moléculaire clé qui permet à l'axolotl, une salamandre mexicaine, de régénérer parfaitement des membres entiers, y compris les os, les muscles et les nerfs. Cette découverte, publiée dans la revue Nature le 15 mars 2024, pourrait révolutionner la médecine régénérative humaine.
Un super-pouvoir unique dans le règne animal
L'axolotl (Ambystoma mexicanum) est capable de régénérer non seulement ses membres, mais aussi sa moelle épinière, son cœur et même des parties de son cerveau sans former de cicatrice. Jusqu'à présent, les scientifiques savaient que cette capacité reposait sur des cellules souches spécialisées, mais le mécanisme précis restait mystérieux.
Les chercheurs ont découvert que la clé réside dans une protéine appelée « Lin28a », qui est exprimée à des niveaux très élevés dans les cellules de l'axolotl après une amputation. Cette protéine agit en activant un réseau de gènes qui permettent aux cellules de « rembobiner » leur horloge développementale, retournant à un état pluripotent.
Le rôle central de la protéine Lin28a
« Lin28a est un facteur de reprogrammation cellulaire qui permet aux cellules matures de redevenir jeunes et capables de se diviser et de se différencier en tous types de tissus nécessaires à la régénération », explique le Dr. Maria Blasco, co-auteure de l'étude. En bloquant cette protéine chez des axolotls, la régénération est complètement stoppée.
L'étude a également montré que l'expression de Lin28a est régulée par un micro-ARN spécifique, le miR-125b. Ce micro-ARN est présent en faible quantité chez l'axolotl, ce qui permet à Lin28a d'être suractivée. En comparaison, chez les mammifères, miR-125b est beaucoup plus abondant, ce qui réprime Lin28a et empêche une régénération étendue.
Des applications potentielles pour l'homme
Ces résultats ouvrent la voie à des thérapies régénératives chez l'humain. « Si nous pouvons moduler temporairement l'expression de Lin28a ou de miR-125b dans les cellules humaines, nous pourrions peut-être induire une régénération partielle de tissus endommagés, comme après une crise cardiaque ou une lésion de la moelle épinière », précise le Dr. Blasco.
Cependant, les chercheurs avertissent que la manipulation de ces voies moléculaires comporte des risques, notamment un potentiel cancérigène. Lin28a est en effet connu pour être surexprimé dans certains cancers humains. « Il faudra trouver un moyen d'activer Lin28a de manière contrôlée et temporaire, juste assez pour la régénération, puis de le désactiver pour éviter la formation de tumeurs », ajoute-t-elle.
Prochaines étapes de la recherche
L'équipe de Stanford prévoit maintenant de tester l'injection de cellules souches modifiées exprimant Lin28a dans des modèles murins de lésions cardiaques. Les premiers résultats devraient être disponibles d'ici deux ans. En parallèle, des études sont menées pour comprendre comment l'axolotl évite la formation de cicatrices, un autre aspect crucial de sa régénération parfaite.
Cette recherche a été soutenue par les National Institutes of Health (NIH) des États-Unis, qui ont alloué une subvention de 3,2 millions de dollars sur cinq ans. Selon le Dr. Blasco, « comprendre les mécanismes naturels de régénération de l'axolotl pourrait un jour permettre de réparer des organes humains endommagés, une perspective qui n'est plus de la science-fiction. »
