Médecine régénérative : une hormone aide à régénérer des membres sur une grenouille

Un nouveau pas a été franchi pour la médecine régénérative : des chercheurs américains ont régénéré en partie une patte de grenouille grâce à un « bioréacteur » qui délivre de la progestérone directement au niveau du membre amputé.

Pourra-t-on un jour faire repousser un bras ou une jambe ? Pour l'instant, cela reste de la science-fiction. Dans le monde animal, certains êtres vivants sont capables de régénération : des vers plats, les planaires, coupés en deux, reconstruisent un nouvel organisme ; des lézards font repousser leur queue et des crabes leur pince. Chez les mammifères, certains tissus, comme la peau, l'épithélium intestinal, se régénèrent toute la vie, mais il est impossible de faire repousser un membre perdu par amputation.

Avant de faire des essais chez l'homme, les chercheurs étudient des modèles animaux. Ici, des scientifiques de l'université Tufts ont travaillé sur un amphibien, le xénope (Xenopus laevis), une grenouille africaine souvent utilisée comme modèle en biologie. Dans cette espèce, l'adulte a perdu les capacités de régénération qui existent chez le jeune. Après une amputation, cette grenouille régénère seulement un cartilage, sous la forme d'une sorte d'épine.

Pour cette étude décrite dans la revue Cell Reports, les chercheurs ont créé un bioréacteur portable qui libère de la progestérone localement. La progestérone est une hormone sexuelle féminine, mais elle possède aussi des capacités de régénération. D'après Celia Herrera-Rincon, principale auteure de l'article, la progestérone « module également la réponse immunitaire pour favoriser la guérison et déclenche la repousse des vaisseaux sanguins et des os. »

L’amputation d’un membre conduit à la formation d’une « épine » de cartilage chez la grenouille adulte (à gauche). Un traitement avec la progestérone pendant 24 heures permet la formation d’une structure en forme de « pagaie » (à droite). © Celia Herrera-Rincon

Un traitement de 24 heures déclenche une régénération sur plusieurs mois

Le dispositif mis au point par l'université comprenait une petite boîte avec un hydrogel contenant de la progestérone. Juste après l'amputation d'une patte arrière, le bioréacteur a été cousu sur le site de la blessure afin qu'il délivre de la progestérone pendant 24 heures, puis il a été retiré. Cette exposition de seulement 24 heures a eu un effet bénéfique et durable sur la repousse des tissus : les grenouilles régénéraient partiellement leur membre arrière, tandis que, sans traitement, les grenouilles ne régénéraient que des épines de cartilage. 

Avec la progestérone, les grenouilles formaient une sorte de patte plate, comme une pagaie ou une raquette. Certes, la patte n'était pas parfaite et n'avait pas de pied, mais elle ne contenait pas que du cartilage : elle avait de l'os, des nerfs et des vaisseaux sanguins. Enfin, du point de vue fonctionnel, les animaux avec leur « patte plate » étaient plus actifs au niveau locomoteur que ceux qui n'avaient qu'une épine cartilagineuse.

L'exposition de 24 heures a suffi pour conduire à des changements pendant des mois dans l'expression des gènes. Ce bref traitement a donc déclenché un programme de croissance et de remodelage tissulaire qui a favorisé un long processus de régénération. L'expérience a fonctionné sur une grenouille adulte, ce qui laisse présager des applications chez l'homme. L'idée est de trouver les molécules à appliquer pour réactiver un processus qui a déjà eu lieu dans la vie embryonnaire, comme l'a expliqué l'un des auteurs, Michael Levin, au New Scientist : « Votre corps sait comment fabriquer un membre - il l'a fait pendant le développement embryonnaire. »

Ce qu'il faut retenir

• Sur des grenouilles amputées de leurs pattes, les chercheurs ont appliqué un dispositif qui libère de la progestérone pendant 24 heures.
• Les grenouilles ainsi traitées ont régénéré en partie une patte, avec de l’os, des vaisseaux sanguins et des nerfs.
• Sans traitement, les grenouilles ne formaient qu’une épine de cartilage.

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