Des chercheurs retirent un orteil à des souris : ce qui repousse ensuite suggère une capacité cachée chez les mammifères

Aux États-Unis, une équipe de chercheurs est parvenue à déclencher la repousse partielle d’un orteil chez des souris, en manipulant finement leurs cellules.

Dans une étude relatée par le site scientifique anglophone ScienceAlert et publiée dans la revue Nature Communications, des chercheurs de l’université Texas A&M, aux États-Unis, montrent qu’il est possible de forcer des tissus de souris à régénérer un orteil amputé. Une avancée qui laisse entrevoir, à très long terme, des applications chez l’être humain, même si les chercheurs appellent à la prudence et soulignent le chemin scientifique restant.

Un orteil retiré à des souris… puis partiellement régénéré

Pour leurs travaux, les scientifiques ont d’abord amputé un orteil à des souris de laboratoire. L’objectif : observer si un signal chimique bien ciblé pouvait détourner la cicatrisation classique vers une vraie régénération de tissu, comme on l’observe chez certains amphibiens.

Chez les mammifères, y compris l’être humain, une blessure profonde déclenche un réflexe de protection : des cellules spécialisées, les fibroblastes, se ruent sur la zone abîmée pour fabriquer du tissu cicatriciel. Ce « pansement biologique » bouche la plaie et empêche l’hémorragie, mais il ne remplace pas le membre perdu.

Les chercheurs ont cherché à empêcher la simple formation d’une cicatrice pour pousser les cellules à bâtir, autant que possible, un nouvel orteil.

Les expériences ont été menées sur plusieurs dizaines de souris pour vérifier que le phénomène observé n’était pas un simple hasard biologique.

Une stratégie en deux temps pour réveiller une capacité cachée

L’équipe de Texas A&M a mis au point une approche en deux étapes, basée sur deux protéines déjà bien connues en biologie : FGF2 et BMP2.

• Étape 1 : dévier la cicatrisation – Les chercheurs ont d’abord appliqué sur la zone amputée une protéine appelée FGF2, pour « fibroblast growth factor 2 », ou facteur de croissance des fibroblastes 2.
• Étape 2 : guider la reconstruction – Dans un second temps, ils ont injecté une autre protéine, BMP2, pour « bone morphogenetic protein 2 », déjà utilisée en chirurgie reconstructrice.

« C’est vraiment un processus en deux étapes », résume le biologiste régénératif Ken Muneoka, cité par ScienceAlert. « Vous commencez par détourner les cellules de la formation de cicatrices, puis vous fournissez les signaux qui leur disent quoi construire. »

FGF2 agit d’abord sur les fibroblastes qui arrivent sur la plaie. Ces cellules, normalement programmées pour fabriquer du tissu cicatriciel, se retrouvent dans un état plus flexible, plus réceptif. Elles deviennent capables de se transformer en d’autres types cellulaires.

La première protéine ne reconstruit pas directement le membre manquant : elle prépare le terrain, en reprogrammant les cellules pour qu’elles redeviennent capables de régénérer.

Une fois ce terrain préparé, les chercheurs appliquent BMP2. Cette seconde protéine apporte les « instructions » nécessaires pour organiser la repousse et former des structures complexes, comme l’os ou les tendons.

Apparition d’un blastema, comme chez la salamandre

Au cœur de ce processus, les scientifiques décrivent la formation d’un blastema, une sorte de « bourgeon » cellulaire transitoire. Ce terme désigne un amas de cellules capables de se diviser et de se spécialiser pour reconstruire des tissus entiers.

Chez des animaux célèbres pour leurs capacités régénératives, comme les salamandres ou les axolotls, le blastema est la clé : c’est à partir de ce petit amas que l’animal peut regénérer une patte entière, ou une queue perdue.

Dans des travaux précédents menés par le même laboratoire, les chercheurs n’avaient utilisé que BMP2, sans FGF2. Résultat : pas de véritable blastema, et seule une partie du segment manquant se refor­mait. Cette fois, avec la combinaison des deux protéines, le blastema est clairement observé.

Chez la souris, la formation d’un blastema sous l’effet de ces signaux laisse penser que la capacité de régénérer ne serait pas totalement absente chez les mammifères, mais plutôt « verrouillée ».

Cette idée nourrit une question ancienne dans la biologie, rappelée par Ken Muneoka : « Pourquoi certains animaux peuvent régénérer et d’autres, en particulier les humains, ne le peuvent pas, est une grande question posée depuis Aristote. » Il explique avoir consacré sa carrière à tenter d’y répondre.

Des orteils imparfaits, mais fonctionnels sur le plan structurel

Concrètement, qu’ont observé les chercheurs au bout des orteils traités ? La double administration FGF2 puis BMP2 a permis la régénération de plusieurs éléments clés :

• des os, formant un nouveau segment osseux ;
• des tendons ;
• des ligaments ;
• des structures articulaires.

Autrement dit, les principaux composants squelettiques et conjonctifs de l’orteil amputé ont refait leur apparition, dans un ordre et une organisation cohérents.

Les chercheurs soulignent toutefois que ces nouveaux doigts n’étaient pas parfaits. Certains étaient plus petits que l’original, d’autres présentaient une forme légèrement déformée. Malgré ces défauts, l’ensemble des éléments essentiels se retrouvait bien en place.

L’étude ne montre pas un « orteil neuf » identique à l’original, mais un appendice reconstruit avec toutes ses pièces maîtresses.

Pour les auteurs, ce résultat reste considérable : il démontre qu’un membre amputé chez un mammifère peut, dans certaines conditions, dépasser la simple cicatrisation et se lancer dans une reconstruction structurée.

Une approche qui contourne les cellules souches injectées

Ce travail se démarque d’une grande partie de la recherche actuelle en médecine régénérative. D’ordinaire, de nombreuses stratégies reposent sur l’ajout de cellules souches, capables de se transformer en divers types cellulaires une fois injectées sur le site de la lésion.

Ici, la philosophie est différente. Plutôt que d’apporter des cellules de l’extérieur, l’équipe de Texas A&M mise sur les ressources déjà présentes dans l’organisme.

« Vous n’avez pas besoin d’aller chercher des cellules souches et de les réinjecter », insiste Ken Muneoka. « Elles sont déjà là : il faut simplement apprendre à les faire se comporter comme vous le souhaitez. »

Le co-auteur Larry Suva, physiologiste vétérinaire, estime que ces travaux « changent la manière de penser ce qui est possible ». D’après lui, « une fois qu’on montre que la régénération peut être activée, cela ouvre la porte à des questions entièrement nouvelles ».

Quelles perspectives pour la médecine humaine ?

Les chercheurs restent très prudents sur les applications chez l’être humain. L’étude concerne des souris, avec des orteils de très petite taille, dans des conditions parfaitement contrôlées. Il resterait à comprendre finement les mécanismes moléculaires à l’œuvre, à vérifier la sécurité des traitements sur le long terme, et à s’assurer que les membres regénérés soient aussi fonctionnels que les originaux.

Les scientifiques insistent : ces travaux ne signifient pas que l’on saura bientôt faire « repousser » une main ou une jambe humaine, mais ils montrent qu’une porte biologique existe peut-être.

Un point intéresse toutefois directement la pratique médicale : BMP2 est déjà autorisée en chirurgie reconstructrice chez l’être humain, notamment pour favoriser la consolidation osseuse. FGF2, lui, suit un parcours de validation et pourrait à terme être employé en clinique.

À court terme, les chercheurs envisagent des usages plus modestes que la repousse d’un membre entier. La combinaison de ces protéines pourrait, par exemple, servir à améliorer la réparation de certaines plaies compliquées, ou à limiter la formation de cicatrices épaisses et gênantes.

Ce que cela implique pour un lecteur en France

Pour un lecteur français, les implications potentielles concernent surtout la manière dont seront traitées à l’avenir certaines blessures graves ou opérations de chirurgie orthopédique. La France suit de près les avancées en médecine régénérative, dans des centres hospitaliers universitaires et des instituts de recherche spécialisés.

Si des protocoles similaires venaient à être validés chez l’être humain, ils passeraient en France par les mêmes étapes réglementaires que tout traitement innovant : essais cliniques, validation par les autorités sanitaires, puis éventuelle intégration dans la pratique hospitalière. L’Agence nationale de sécurité du médicament (ANSM) serait l’organisme chargé d’évaluer la sécurité et l’efficacité de telles approches.

Pour l’heure, dans les hôpitaux français, les approches de régénération tissulaire reposent principalement sur :

• la greffe de peau pour les brûlures et certaines plaies profondes ;
• l’utilisation de substituts osseux ou de greffes osseuses pour réparer des fractures complexes ;
• des dispositifs médicaux pour guider la cicatrisation (pansements avancés, matrices de soutien, etc.).

Ces techniques visent surtout à optimiser la cicatrisation et la fonction, pas à regénérer un membre complet. La perspective ouverte par l’étude américaine reste donc, pour l’instant, une piste de recherche lointaine.

Blastema, cicatrice, régénération : ce qu’il faut comprendre

Pour mieux saisir l’importance de ces résultats, il faut distinguer trois notions : la cicatrisation, la régénération et le blastema.

Chez l’être humain, la peau possède déjà une capacité de régénération partielle, notamment lorsqu’une petite plaie ne laisse pas de marque durable. Mais pour les membres complets, la cicatrisation prend presque toujours le dessus. L’étude menée sur les souris montre qu’en envoyant les bons signaux, il est peut-être possible, dans des cas précis, de réorienter ce réflexe pour s’approcher davantage de ce que font les animaux très régénérateurs.

Cette idée pourrait aussi concerner, à terme, la réparation d’os ou d’articulations fortement endommagés, chez des patients qui n’ont pas forcément perdu un membre, mais souffrent de traumatismes importants ou de séquelles d’opérations lourdes.

Hélène Vasseur

Lecture rapide : rédactrice en chef d’Eurotel, ancienne de l’hôtellerie, spécialiste des hôtels de caractère et des city-trips.

Hélène Vasseur a passé près de quinze ans dans l’hôtellerie avant de se consacrer à l’écriture. De la réception d’un palace lyonnais à la direction d’une maison d’hôtes, elle a appris à lire un hôtel de l’intérieur : ce qui fait une vraie adresse, et ce qui relève du décor.

Rédactrice en chef d’Eurotel, elle coordonne la ligne éditoriale et arpente l’Europe à la recherche d’hôtels de caractère et de destinations à raconter autrement. Sa conviction : on voyage mieux quand on comprend les lieux, pas seulement quand on les coche. Elle garde un faible pour les vieilles villes d’Europe centrale et les petits-déjeuners qui s’éternisent.