Un élément crucial permettant la régénération corporelle découvert

Publié par Isabelle le 06/09/2021 à 13:00
Source: CNRS INSB
Le terme régénération désigne la capacité qu'ont de nombreux animaux à reformer des parties de leurs corps après une blessure ou une amputation. Les mécanismes qui contrôlent ce processus sont néanmoins encore peu connus. Dans cette étude publiée dans la revue BMC Biology, les scientifiques ont mis en évidence le rôle d'une modification épigénétique importante, la méthylation de l'ADN, au cours de la régénération d'un ver (Les vers constituent un groupe très hétérogène d'animaux invertébrés...) marin qui possède de fortes capacités de régénération.


Hybridations in situ montrant l'expression de plusieurs gènes dans la partie régénérée de vers contrôles (en haut) et traités à la Décitabine (en bas). La décitabine bloque la régénération et réduit fortement l'expression des gènes piwi (marqueur des cellules souches et des progéniteurs) pcna (prolifération cellulaire), engrailed (formation des segments), twist (formation des muscles) et neurogenin (formation du système nerveux).
© Anabelle Planques, Eve Gazave et Michel Vervoort

Si les capacités de régénération sont limitées dans l'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type »...) humaine et chez les mammifères en général, de nombreux autres animaux sont capables de régénérer des structures complexes comme des membres (par exemple pattes ou nageoires). Certains organismes ont même la capacité extraordinaire de reformer la totalité de leur corps à partir d'un petit fragment de tissue ou même de quelques cellules. Mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires de la régénération, outre son intérêt en recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité...), présente également un grand intérêt potentiel pour la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...), notamment pour la médecine régénérative. Cette meilleure compréhension de la régénération est aussi indispensable au développement de nouveaux traitements ciblant des maladies dégénératives qui concernent généralement des organes ayant peu de capacité de régénération intrinsèque.

L'étude porte sur la régénération d'un ver marin, l'annélide Platynereis dumerilii. Ce lointain cousin du ver de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) a des capacités de régénération très importantes. En effet, il peut reformer de manière très efficace la partie postérieure de son corps, après une amputation (L'amputation est l'ablation d'une extrémité du corps suite à un traumatisme ou un...) de celle-ci, incluant une zone contenant des cellules-souches responsables de la croissance de l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...). Des résultats préalables avaient montré que lors de ce phénomène des cellules différenciées reviennent à un état indifférencié (dédifférenciation) et expriment des marqueurs de prolifération et de cellules souches, suggérant la survenance d'événements de reprogrammation cellulaire.

Comme les événements de reprogrammation cellulaire impliquent généralement la modification de l'expression de nombreux gènes, les scientifiques ont étudié les rôles potentiels de la méthylation de l'ADN au cours de la régénération. Cette modification épigénétique est en effet connue pour moduler la transcription des gènes. Dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...), les chercheurs ont montré l'existence d'un taux de méthylation important dans le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...) du ver et mis en évidence que ce taux varie au cours du cycle de vie (La vie est le nom donné :) de l'animal. Ils ont aussi identifié dans le génome de l'animal un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de gènes codant les protéines impliquées dans la mise en place, l'élimination et l'utilisation de cette marque épigénétique et montré que ces gènes sont transcrits tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) au long de la régénération de l'animal.

Grâce à l'utilisation d'un agent chimique, la Décitabine, connu pour avoir un effet déméthylant et largement utilisé en cancérologie (L'oncologie ou carcinologie ou cancérologie est la spécialité médicale...), on voit que la diminution du taux de méthylation de l'ADN empêche la régénération du ver d'aller à son terme. Après le retrait de la Décitabine, même si la régénération reprend et se termine, la croissance du ver est durablement perturbée, très probablement à cause de défauts dans la régénération des cellules-souches permettant cette croissance. Ces résultats suggèrent donc un rôle important de la méthylation de l'ADN dans la régénération et ouvrent de nouvelles perspectives pour mieux comprendre les mécanismes de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) de ce processus fascinant.

Pour en savoir plus:
DNA methylation atlas and machinery in the developing and regenerating annelid Platynereis dumerilii.
Planques A, Kerner P, Ferry L, Grunau C, Gazave E, Vervoort M.
BMC Biology 3 aout 2021. https://doi.org/10.1186/s12915-021-01074-5

Laboratoire:
Institut Jacques Monod (Jacques Monod, né à Paris le 9 février 1910 et mort à Cannes le...) (CNRS/Université de Paris) - 15 rue (La rue est un espace de circulation dans la ville qui dessert les logements et les lieux...) Hélène Brion. 75013 Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...).

Contacts:
- Eve Gazave - Chercheuse CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) - eve.gazave at ijm.fr
- Michel Vervoort - Professeur Université de Paris (L’Université de Paris était l’une des plus importantes et des plus...) - michel.vervoort at ijm.fr
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