Des biologistes ont réussi, grâce à une capsule innovante qu’ils ont créée, de faire repousser des pattes à des grenouilles. Ces pattes étaient presque complètes et, surtout, tout à fait fonctionnelles.

Pourrions-nous un jour régénérer nos membres, comme Wolverine ou Deadpool ? Pour l’instant, c’est de la science-fiction. Mais c’est aussi une voie de recherche en médecine. L’idée ne sort pas de nulle part : cela existe dans la nature. Certaines salamandres sont capables, naturellement, de régénérer leurs membres. Un phénomène appelé régénérescence, et que certains chercheurs espèrent pouvoir contrôler en laboratoire, pour l’appliquer peut-être, un jour, à l’être humain.

C’est tout l’objet d’une expérience récente, menée par l’université Tufts et l’Institut Wyss de Harvard, dont les résultats ont été publiés le 26 janvier 2022 dans Science Advances. Les auteurs ont réussi à « faire renaître une patte fonctionnelle, presque complète » chez une grenouille. Comment ont-ils réussi ?

Comment fonctionne cette régénération ?

Les auteurs de cette étude ont produit un cocktail de cinq médicaments, contenu dans du gel déposé au sein d’une sorte de bouchon en silicone. Ce bouchon était installé sur le moignon de la patte. Les cinq médicaments contenaient un produit visant à la réduire l’inflammation, une substance favorisant la cicatrisation et trois autres composés poussant la croissance des vaisseaux sanguins, des muscules et des fibres nerveuses. La capsule en forme de bouchon est surnommée BioDome (« dôme biologique »). L’environnement local créé par le BioDome a permis d’éviter « la tendance naturelle à fermer le moignon », poussant plutôt « vers le processus de régénération ».

capsule_grenouille_membre_regenere
Voici à quoi ressemble le BioDome, une sorte de bouchon, en silicone. // Source : Nirosha Murugan / Université Tufts

La croissance du nouveau membre fut « spectaculaire », d’après les mots des auteurs sur le site de l’université Tufts. Ils expliquent que les membres régénérés disposent d’une structure osseuse étendue présentant « des caractéristiques similaires à la structure osseuse d’un membre naturel », avec un « complément plus riche de tissus internes, y compris des neurones [cellules nerveuses] ». Des orteils ont également poussé à l’extrémité du membre, mais sans l’os qui y est habituellement relié.

Le plus important, ensuite, reste l’usage possible du membre. Les chercheurs ont observé que les pattes régénérées bougeaient et répondaient à des stimulis classiques comme le touché avec des matériaux rigides. Par ailleurs, les grenouilles ont pu utiliser leur membre repoussé pour nager, « se déplaçant comme une grenouille normale ».

La capsule BioDome a été posée pendant 24h, ce qui a suffit à déclencher un processus global de régénération étalé sur 18 mois. Une brève exposition médicamenteuse a donc suffit à déclencher un processus sur le long terme : les chercheurs ont effectivement relevé que peu après l’ajout de la capsule, les voies moléculaires utilisées dans un embryon en développement se sont activées. Ce n’est pas rien : l’activation de ces voies suggère que le membre pourrait prendre en charge à lui-seul la croissance et l’agencement des tissus.

« Le fait qu’il n’ait fallu qu’une brève exposition aux médicaments pour déclencher un processus de régénération de plusieurs mois suggère que les grenouilles, et peut-être d’autres animaux, peuvent avoir des capacités de régénération dormantes qui peuvent être déclenchées », expliquent les auteurs.

D’après eux, le BioDome a ceci d’utile qu’il crée une sorte d’environnement amniotique, à l’image du liquide dans lequel baigne l’embryon. Cela permet au processus de régénération d’avoir lieu sans l’interférence d’un tissu cicatriciel, qui apparaît pour refermer et donc protéger du sol et de l’air le membre blessé. L’usage rapide et pendant seulement 24h de cet environnement semble suffire à changer ce déroulement.

Vers une application aux mammifères ?

Il ne vous aura pas échappé que nous ne sommes pas des grenouilles. De fait, forcément, nos corps et nos processus biologiques diffèrent. Il y a donc encore de nombreuses étapes pour avancer sur cette voie de recherche. Les chercheurs vont essayer de régénérer des membres plus complexes, et avec davantage de « détails ». « Nous testerons ensuite comment ce traitement pourrait s’appliquer aux mammifères », conclut Michael Levin, biologiste partie prenante au projet au Wyss Institute.

La route est longue avant ne serait-ce que le prémisse d’une applicabilité aux membres humains, mais la réussite de cette étude n’en demeure pas moins impressionnante, ne serait-ce que pour la compréhension des mécanismes biologiques.