Cœurs auto-guérisseurs
Comment les poissons zèbres régénèrent les cellules du muscle cardiaque
Les poissons zèbres peuvent remplacer complètement les cellules endommagées du muscle cardiaque : L'organe concerné retrouve sa pleine fonctionnalité. Comment y parviennent-ils ? Des chercheurs de l'université d'Ulm ont découvert qu'un certain signal de communication cellule-cellule aide à mieux gérer le stress de la réplication. Ce stress se produit lors de la division cellulaire et inhibe la régénération des tissus chez les humains et les mammifères âgés. Chez les poissons zèbres, en revanche, une protéine de signalisation permet aux cellules de l'organe endommagé de se diviser et donc de se multiplier sans interruption. Les résultats ont été publiés dans la revue spécialisée Nature Communications.
Poissons-zèbres
Elvira Eberhardt
Chez l'homme, un infarctus du myocarde entraîne souvent des dommages permanents, car le tissu touché ne se régénère pas suffisamment. Les poissons zèbres, en revanche, sont capables de compenser des blessures au cœur qui peuvent atteindre un tiers de l'organe. "Ce qui est décisif pour la réussite de la régénération des tissus blessés, c'est une activité de division des cellules du muscle cardiaque suffisamment réussie", explique le professeur Gilbert Weidinger de l'Institut de biochimie et de biologie moléculaire (iBMB) de l'Université d'Ulm. Le scientifique a coordonné une étude qui révèle pourquoi les poissons zèbres réussissent tellement mieux que les humains à réparer les lésions tissulaires du cœur. L'équipe de recherche a découvert qu'un signal de communication particulier entre les cellules était déterminant. Cette protéine de signalisation BMP aide les poissons zèbres à gérer le stress de la réplication.
Le stress de la réplication entrave la division cellulaire chez l'homme, mais pas chez le poisson zèbre
Lorsque l'ADN est répliqué lors de la division cellulaire, la cellule peut être soumise à un stress de réplication : Des lésions de l'ADN, des cassures de brins ou encore un manque de nucléotides - les éléments constitutifs de l'ADN - entraînent un ralentissement, voire un arrêt de la réplication. Les cellules ne peuvent plus se diviser et se multiplier suffisamment, les tissus ne se régénèrent plus. "Les résultats de nos recherches ont montré que les cellules de poisson zèbre sont également soumises à ce stress lors de la réparation des lésions tissulaires, mais qu'elles s'en sortent beaucoup mieux", explique Weidinger. La protéine de signalisation BMP les y aide. L'abréviation BMP signifie "Bone Morphogenetic Protein". Les BMP font partie d'un système de signalisation qui joue un rôle clé dans le développement embryonnaire et le développement des organes. Ces molécules de signalisation, qui agissent localement sur les cellules environnantes, aident les cellules du poisson-zèbre à exploiter pleinement leur potentiel de régénération. "Même en cas de blessures affectant jusqu'à un tiers des cellules du muscle cardiaque, les poissons zèbres sont capables de restaurer le nombre initial de cardiomyocytes en l'espace de 30 jours", explique Denise Posadas Pena. La doctorante de l'iBMB a co-écrit l'étude publiée dans Nature Communications en tant que premier auteur.
L'équipe de recherche a également réussi à améliorer considérablement la capacité de régénération des cellules humaines de manière expérimentale. Les scientifiques ont testé cela sur des cellules souches et progénitrices hématopoïétiques (HSPC) ainsi que sur des cellules de la peau. Lorsque ces cellules sont soumises à un stress de réplication en culture, les signaux BMP peuvent les protéger de ce stress. "Les résultats de cette recherche pourraient aider à développer de nouvelles approches thérapeutiques pour une meilleure régénération des tissus. Pour que les tissus blessés puissent mieux s'auto-guérir", estime Gilbert Weidinger.
"Nos résultats montrent que les cœurs de poissons zèbres en régénération peuvent servir de modèle pour les processus anti-âge. Cela nous aide à identifier les facteurs qui pourraient atténuer ou même annuler les processus de vieillissement", explique le professeur Hartmut Geiger, expert en cellules souches. Le directeur de l'Institut de médecine moléculaire d'Ulm a également participé à l'étude. Des scientifiques d'Ulm, de Bonn et de Heidelberg ainsi que de Bologne, d'Oxford et de Zurich ont participé au projet de recherche. L'étude a été financée dans le cadre du domaine de recherche spécial d'Ulm SFB 1506 "Aging at Interfaces".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Mohankrishna Dalvoy Vasudevarao, Denise Posadas Pena, Michaela Ihle, Chiara Bongiovanni, Pallab Maity, Dominik Geissler, Hossein Falah Mohammadi, Melanie Rall-Scharpf, Julian Niemann, Mathilda T. M. Mommersteeg, Simone Redaelli, Kathrin Happ, et al. "BMP signaling promotes zebrafish heart regeneration via alleviation of replication stress"; Nature Communications, Volume 16, 2025-2-17
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