Des connaissances sur la guérison et le vieillissement ont été découvertes par des chercheurs des National Institutes of Health et leurs collaborateurs, qui ont étudié comment une minuscule créature marine régénère un tout nouveau corps à partir de sa seule bouche. Les chercheurs ont séquencé l’ARN de Hydractinia symbiolongicarpus, un petit animal en forme de tube qui vit sur les carapaces des bernard-l’ermite. Tout comme le Hydractinie commençaient à régénérer de nouveaux corps, les chercheurs ont détecté une signature moléculaire associée au processus biologique du vieillissement, également connu sous le nom de sénescence. Selon l’étude publiée dans Rapports de cellule, Hydractinie démontre que les processus biologiques fondamentaux de la guérison et du vieillissement sont étroitement liés, offrant une nouvelle perspective sur la façon dont le vieillissement a évolué.
« Des études comme celle-ci qui explorent la biologie d’organismes inhabituels révèlent à la fois à quel point de nombreux processus biologiques sont universels et à quel point nous devons encore comprendre leurs fonctions, leurs relations et leur évolution », a déclaré Charles Rotimi, Ph.D., directeur de la recherche intra-muros. Programme à l’Institut national de recherche sur le génome humain (NHGRI), qui fait partie du NIH. « De telles découvertes ont un grand potentiel pour fournir de nouvelles informations sur la biologie humaine. »
Démêler les origines évolutives des processus biologiques fondamentaux, tels que le vieillissement et la guérison, est essentiel pour comprendre la santé et la maladie humaines. Les humains ont une certaine capacité à se régénérer, comme guérir un os cassé ou même faire repousser un foie endommagé. Certains autres animaux, comme les salamandres et les poissons zèbres, peuvent remplacer des membres entiers et reconstituer une variété d’organes. Cependant, les animaux au corps simple, comme Hydractinieont souvent les capacités de régénération les plus extrêmes, telles que la croissance d’un tout nouveau corps à partir d’un fragment de tissu.
Un rôle régénérateur pour la sénescence contraste avec les découvertes dans les cellules humaines.
La plupart des études sur la sénescence sont liées à l’inflammation chronique, au cancer et aux maladies liées à l’âge. Typiquement, chez l’homme, les cellules sénescentes restent sénescentes, et ces cellules provoquent une inflammation chronique et induisent le vieillissement des cellules adjacentes. D’animaux comme Hydractinienous pouvons apprendre comment la sénescence peut être bénéfique et élargir notre compréhension du vieillissement et de la guérison. »
Andy Baxevanis, Ph.D., chercheur principal au NHGRI et auteur de l’étude
Auparavant, les chercheurs ont constaté que Hydractinie a un groupe spécial de cellules souches pour la régénération. Les cellules souches peuvent se transformer en d’autres types de cellules et sont donc utiles pour créer de nouvelles parties du corps. Chez l’homme, les cellules souches agissent principalement dans le développement, mais les organismes hautement régénératifs comme Hydractinie utilisent des cellules souches tout au long de leur vie. Hydractinie stocke ses cellules souches motrices de régénération dans la partie inférieure du tronc de son corps. Cependant, lorsque les chercheurs enlèvent la bouche -; une partie éloignée de l’endroit où résident les cellules souches – ; la bouche développe un nouveau corps. Contrairement aux cellules humaines, qui sont enfermées dans leur destin, les cellules adultes de certains organismes hautement régénératifs peuvent redevenir des cellules souches lorsque l’organisme est blessé, bien que ce processus ne soit pas bien compris. Les chercheurs ont donc émis l’hypothèse que Hydractinie doivent générer de nouvelles cellules souches et ont recherché des signaux moléculaires qui pourraient diriger ce processus.
Lorsque le séquençage de l’ARN a indiqué la sénescence, les chercheurs ont scanné le génome de Hydractinie pour des séquences comme celles des gènes liés à la sénescence chez l’homme. Sur les trois gènes qu’ils ont identifiés, un a été « activé » dans des cellules proches du site où l’animal a été coupé. Lorsque les chercheurs ont supprimé ce gène, la capacité des animaux à développer des cellules sénescentes a été bloquée, et sans les cellules sénescentes, les animaux n’ont pas développé de nouvelles cellules souches et n’ont pas pu se régénérer.
Les chercheurs ont suivi les cellules sénescentes dans Hydractinie pour découvrir comment cet animal contourne les effets néfastes de la sénescence. De manière inattendue, les animaux ont éjecté les cellules sénescentes de leur bouche. Bien que les humains ne puissent pas se débarrasser aussi facilement des cellules vieillissantes, le rôle des gènes liés à la sénescence dans Hydractinie suggèrent comment le processus de vieillissement a évolué.
Nous, les humains, avons partagé pour la dernière fois un ancêtre avec Hydractinie – ; et ses proches parents, méduses et coraux – ; il y a plus de 600 millions d’années, et ces animaux ne vieillissent pas du tout. En raison de ces facteurs, Hydractinie peut fournir des informations cruciales sur nos premiers ancêtres animaux. Par conséquent, les chercheurs émettent l’hypothèse que la régénération pourrait avoir été la fonction originelle de la sénescence chez les premiers animaux.
« Nous ne comprenons toujours pas comment les cellules sénescentes déclenchent la régénération ou à quel point ce processus est répandu dans le règne animal », a déclaré le Dr Baxevanis. « Heureusement, en étudiant certains de nos parents animaux les plus éloignés, nous pouvons commencer à percer certains des secrets de la régénération et du vieillissement – des secrets qui pourraient éventuellement faire progresser le domaine de la médecine régénérative et l’étude des maladies liées à l’âge également. »
