La régénération des appendices chez les vertébrés : un modèle expérimental ancien pour étudier les cellules souches chez l’adulte

Abstract

La régénération correspond à la reconstitution, morphologique et fonctionnelle, d'une partie vivante qui a été détruite (➜). Chez la plupart des vertébrés adultes, la capacité de régénérer est limitée à quelques tissus, comme par exemple le foie, la peau, les os et les muscles squelettiques. Il est toutefois possible d'observer la régé-nération des appendices (pattes, queue, nageoire, etc.) chez certains amphibiens et poissons. Cette régénération s'accompagne d'une restauration complète de la forme, de la segmentation et des fonctions de la portion amputée. Ce phénomène implique un renouvellement coordonné de nombreux types cellulaires à partir d'un petit pool de cellules. Concernant l'origine des cellules qui vont participer à la régénération, les hypothèses et la nomenclature ont varié. Il peut s'agir aussi bien de cellules souches indifférenciées, recrutées dans le moignon et migrant vers l'épiderme de cicatrisation, que de cellules différenciées subissant une étape de dédifférenciation accompagnée d'un retour à la prolifé-ration. Ce sont surtout les travaux fondés sur la seconde hypothèse qui en ont démontré définitivement l'existence [1,2]. Pour désigner l'ensemble des cellules qui vont être mobilisées au cours de la régénération, nous utiliserons ici le terme de cellules de réserve qui paraît le plus commode, même s'il a parfois servi à désigner soit les cellules indifférenciées, soit les cellules subissant une dédiffé-renciation, soit les deux. Régénération des appendices, phylogénie et ontogénieEn 1768, L. Spallanzani, qui le premier observa la régé-nération des pattes chez les salamandres, s'interrogeait déjà sur le fait que ce phénomène soit restreint à certaines espèces [3]. Le phénomène de régénération est MEDECINE/SCIENCES 2003 ; 19 : 465-71 REVUES MINI-SYNTHÈSE > La recherche sur les cellules souches laisse entrevoir d'extraordinaires possibilités de traitement des maladies dégénératives. En effet, la capacité de pouvoir dériver des cellules totipotentes à partir d'embryons humains donne la possibilité de dévelop-per une médecine régénérative, mais pose également le problème du statut de l'embryon qui, dans ce cas, est considéré comme matériel thérapeutique. Une alternative à l'utilisation des cellules souches embryonnaires humaines est l'utilisation de cellules souches prélevées chez l'adulte. Mais, dans un cas comme dans l'autre, nos connaissances sur les cellules totipotentes ou pluripotentes sont insuffisantes et de nombreuses questions doivent être résolues avant que l'on ne maîtrise la sélection et la différen-ciation de ces cellules dans un type cellulaire donné. Quelles sont les caractéristiques moléculaires d'une cellule souche adulte? Quels sont les mécanismes sous-jacents à la re-programmation d'une cellule? Quels sont les signaux qui contrôlent la multiplication et la différenciation des cellules souches? Un travail de recherche fondamentale est nécessaire pour éclaircir ces différents points. Dans ce contexte, la régénération des appendices chez les vertébrés offre un terrain d'inve...

nAG sur la piste de la médecine régénérative

“…Ces cellules souches migrent au niveau du plan d'amputation et prolifèrent pour former un amas de cellules pluripotentes -appelé blastème de régénération-à partir duquel se reformera la partie manquante [1]. Au cours de ce processus, l'épiderme de cicatrisation produit un ou des ligands de la voie Fgf (fibroblast growth factor) indispensable à la formation du blastème ; ainsi, chez le poisson zèbre l'inhibition de la voie Fgf suffit à bloquer la formation du blastème [1]. Si la voie Fgf est impliquée dans de nombreux dialogues entre épiderme et mésenchyme, ses cibles dans le processus de régénération sont encore mal connues.…”

“…Chez les vertébrés, seuls les poissons téléostéens et les amphibiens urodèles conservent naturellement cette possibilité tout au long de la vie [1]. Aussi, la compréhen-sion des mécanismes de régénération de structures complexes chez la salamandre adulte peut-elle ouvrir des pistes pour la recherche en médecine régénérative chez l'homme.…”