La régénération des tissus chez les insectes n'est plus un « mystère »

Un groupe de scientifiques a découvert un mécanisme moléculaire présent dans les tissus du insectes qui est clé pour la régénération des tissus et pourrait donner de nouveaux indices sur le fonctionnement des protéines intervenir dans le processus.

Une étude codirigée par Fernando Casares, du Centre andalou de biologie du développement (CABD, CSIC-JA-UPO) et Isabel Almudí, de l'Institut de recherche sur la biodiversité (IRBio) de l'Université de Barcelone, montre l'implication de la neddylation , une voie de contrôle de la qualité des protéines dans la régénération tissulaire chez les éphémères (Cloeon dipterum), un type d'insecte capable de régénérer rapidement plusieurs de ses organes. Les résultats, publiés dans la revue Open Biology, ouvrent la porte à la recherche sur ce processus moléculaire dans régénération des organes chez les vertébrés et dans le développement de futures thérapies.

Étudier la régénération chez les insectes

Dans la nature, tous les animaux n’ont pas la capacité de régénérer des organes endommagés ou perdus. En particulier, les humains ont une capacité de régénération très limitée par rapport aux autres animaux. Fernando Casares souligne que « comprendre comment certains organismes régénèrent efficacement leurs organes Cela nous permettra de comprendre ce processus au niveau moléculaire, cellulaire et organique, et nous ouvrira une fenêtre pour comprendre non seulement pourquoi certains organismes se régénèrent bien, mais aussi pourquoi nous nous régénérons mal. »

Ce travail contribue à combler cet espace vide dans nos connaissances sur ce processus en étudiant la régénération de l'éphémère Cloeon dipterum, un insecte d'eau douce qui ne sort de l'eau qu'une fois atteint l'âge adulte. Pour cette raison, les juvéniles aquatiques, également appelés nymphes, possèdent une paire de branchies dans chacun de leurs sept premiers segments abdominaux. Ce sont des organes plats en forme de pagaie qui sont essentiels à la respiration, à l'osmorégulation (maintenir l'équilibre hydrique et salin dans le corps) et probablement à la détection de produits chimiques.

Cependant, ces branchies se détachent souvent du corps pour laisser la place à de nouvelles qui sont générées dans un délai de cinq à neuf jours. « Ces nouvelles branchies non seulement se régénèrent, mais au cours du processus, elles se développent à un rythme plus rapide que lors d'un développement normal », souligne Casares. Les expériences réalisées par l'équipe de recherche montrent que Cette régénération rapide ne semble pas être due à la croissance d'une région spécialisée (qui se forme lors de nombreux processus de régénération et est appelée blastème), mais est produite par une augmentation uniforme de la prolifération cellulaire dans l'ensemble des branchies.

La fonction des protéines

Dans ce travail, dans lequel Carlos A. Martin-Blanco, doctorant au CABD et à l'Université de Barcelone, a joué un rôle essentiel, une méthode de contrôle de la qualité des les protéines, appelé neddylation, comme fondamental pour que les insectes régénèrent leurs appendices.

Le protéines défectueuses ou celles qui doivent être éliminées S’ils ne sont plus nécessaires au fonctionnement cellulaire, ils sont éliminés par un mécanisme spécialisé appelé protéasome. « Cependant, cette machinerie est soumise à une régulation et c'est précisément l'ajout chimique de la protéine Nedd8 à certains composants du protéasome qui active cette machinerie », explique Martín-Blanco.

En plus de son rôle dans la régénération, la neddylation est impliquée dans la régulation du métabolisme, du fonctionnement du système immunitaire et de la tumorigenèse. Fait intéressant, les chercheurs soulignent que le développement des tumeurs est lié à la surexpression de ce processus moléculaire. En fait, il existe des médicaments qui bloquent ce mécanisme et sont utilisés comme médicaments antitumoraux. Isabel Almudí commente que Ce travail apporte de nouvelles découvertesmais aussi de nouvelles questions : « Se pourrait-il que les organes en régénération et les tumeurs partagent certains mécanismes moléculaires ?

Une porte vers de futures recherches

Les travaux publiés identifient d'autres mécanismes impliqués dans la régénération, comme ceux liés à la voie de contrôle de la croissance des organes par l'activine, ou à la protéine Lin28, qui régule la stabilité de certains ARN. Il montre également, grâce à des analyses fonctionnelles chez un autre insecte, la drosophile, la mouche du vinaigre, que ces mécanismes sont conservés au sein des insectes, ouvrant ainsi la voie à la recherche de l'importance de ces processus. dans la régénération des organes chez les vertébrés.

Le prochain défi des chercheurs sera d’essayer de stimuler ces processus dans des organes qui se régénèrent mal et d’analyser si leurs capacités de régénération augmentent. Cette découverte pourrait avoir de nombreuses implications dans d'autres domaines tels que la biomédecineétant donné que les mécanismes de régénération utilisés par d’autres animaux sont une source d’inspiration qui pourrait être appliquée à de futures thérapies chez l’homme.