Des chercheurs de la Keck School of Medicine de l’USC ont identifié des cellules clés impliquées dans la régénération du cartilage de lézard, offrant des informations potentielles pour le traitement de l’arthrose. L’étude révèle l’interaction unique entre deux types de cellules, et les résultats pourraient éventuellement conduire à des méthodes de régénération du cartilage endommagé chez l’homme.
Des scientifiques de la Keck School of Medicine de USC identifier les cellules clés impliquées dans le processus de régénération du cartilage chez les lézards – une découverte qui pourrait offrir un aperçu de nouvelles approches pour traiter l’arthrose.
Une équipe de chercheurs de la Keck School of Medicine de l’USC a publié la première description détaillée de l’interaction entre deux types de cellules qui permettent aux lézards de régénérer leur queue. Cette recherche s’est concentrée sur la capacité inhabituelle des lézards à reconstruire le cartilage, qui remplace l’os en tant que tissu structurel principal dans les queues régénérées après la perte de la queue. L’étude sera publiée aujourd’hui (10 août) dans la revue Communication Nature et a été financé par le Instituts nationaux de la santé (NIH).
Applications potentielles au traitement de l’arthrose
La découverte pourrait donner un aperçu aux chercheurs qui étudient comment reconstruire le cartilage endommagé par l’arthrose chez l’homme, une maladie dégénérative et débilitante qui affecte environ 32,5 millions d’adultes aux États-Unis, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Il n’existe actuellement aucun remède contre l’arthrose.
« Les lézards sont en quelque sorte magiques dans leur capacité à régénérer le cartilage car ils peuvent régénérer de grandes quantités de cartilage et il ne se transforme pas en os », a déclaré l’auteur correspondant de l’étude Thomas Lozito, professeur adjoint de chirurgie orthopédique et de biologie des cellules souches et de médecine régénérative. à la Keck School of Medicine de l’USC.
Les lézards sont parmi les seuls plus élevés vertébrés capables de régénérer le cartilage qui ne s’ossifie pas et sont les parents les plus proches des mammifères qui peuvent régénérer un appendice avec plusieurs types de tissus, y compris le cartilage. Les humains, en revanche, ne peuvent pas réparer le cartilage qui a été endommagé une fois qu’ils ont atteint l’âge adulte.
Un lézard anole vert régénérant sa queue. Crédit : Ariel Vonk/Laboratoire Lozito
Comprendre les super pouvoirs de guérison
Lozito a expliqué que comprendre comment les organismes dotés de super pouvoirs de guérison régénèrent les tissus pourrait aider les chercheurs à trouver des moyens de recréer ces processus chez les mammifères.
« Le rêve est de trouver un moyen de traduire ce processus chez l’homme car il ne peut pas réparer le cartilage », a déclaré Lozito. « Cela représente une étape importante car nous devons comprendre le processus en détail avant de pouvoir essayer de le recréer chez les mammifères. »
Cellules clés identifiées
Le premier auteur Ariel Vonk, étudiant au doctorat au Lozito Lab, et l’équipe de recherche ont déterminé que les cellules appelées fibroblastes, qui aident à construire les tissus, sont le type de cellule critique qui construit le cartilage dans la queue régénérée du lézard, dont les squelettes sont presque entièrement constitué de cartilage. La recherche a décrit les changements dans l’activité des gènes qui ont eu lieu parmi certaines cellules fibroblastes qui ont permis la construction du cartilage.
Ils ont également découvert qu’un type de cellule immunitaire appelé septoclaste joue un rôle important dans l’inhibition de la fibrose, ou cicatrisation, permettant au processus de régénération de se produire.
« Ces deux types de cellules travaillant ensemble ont jeté les bases du début du processus de régénération », a déclaré Lozito, qui a noté qu’une différence majeure entre les humains et les lézards est que les tissus humains ont tendance à se cicatriser et que la cicatrisation empêche la régénération des tissus.
Une future piste de recherche, selon Lozito, consiste à utiliser des cellules unicellulaires ARN séquençage pour mieux décrire les mécanismes moléculaires qui arrêtent la cicatrisation chez les lézards afin qu’ils puissent essayer de recréer le processus chez les mammifères.
Régénération du cartilage induite dans les membres de lézard
Compte tenu de ce qu’ils ont appris sur les types de cellules et les processus moléculaires impliqués, l’équipe a effectué des tests pour déterminer s’ils pouvaient recréer le processus de reconstruction du cartilage dans les membres de lézard qui, contrairement aux queues, ne se régénèrent pas après une perte.
Ils ont extrait les septoclastes des queues de lézard et les ont implantés dans les membres, qui étaient déficients en cellules immunitaires pro-régénératives responsables de l’inhibition de la cicatrisation. Ils ont réussi à induire la formation de cartilage dans un membre de lézard en recréant un environnement de signalisation semblable à une queue.
Lozito a ajouté qu’ils espèrent tester s’ils peuvent induire la formation de cartilage chez les mammifères, en commençant par les souris, en utilisant les techniques qu’ils ont employées dans leurs expériences sur les membres de lézards.
Les autres auteurs de l’étude incluent Ariel Vonk, Xiaofan Zhao, Zheyu Pan, Megan Hudnall, Conrad Oakes, Gabriela Lopez, Sarah Hasel-Kolossa, Alexander Kuncz, Sasha Sengelmann et Darian Gamble de la Keck School of Medicine de l’USC.
La recherche a été financée par les National Institutes of Health (R01GM115444) et le soutien du Molecular Genomics Core du USC Norris Comprehensive Cancer Center.
