How do animals regrow their limbs? And why can't humans do it? - Jessica Whited

Traducteur: Claire Ghyselen Relecteur: eric vautier

For some animals, losing a limb is a decidedly permanent affair.

Pour certains animaux, la perte d’un membre est permanente.

But for salamanders, particularly axolotls,

Mais pour les salamandres, en particulier les axolotls,

amputation is just a temporary affliction.

l’amputation n’est qu’une affection temporaire.

Not only can they grow back entire limbs in as little as six weeks,

Non seulement peuvent-elles repousser des membres entiers en à peine six semaines,

they can also regenerate heart and even brain tissue.

mais elles peuvent également régénérer les tissus cardiaques et cérébraux.

So how does this astonishing adaptation work?

Alors, comment fonctionne cette étonnante adaptation ?

Regardless of regeneration,

Indépendamment de la régénération,

every limbed creature had to grow their arms and legs at some point.

chaque créature dotée de membres a dû développer ses bras et ses jambes

à un moment donné.

And whether that process starts in the womb or the world,

Et que ce processus commence dans l’utérus ou dans le monde,

it almost always begins with little bumps called limb buds.

il commence presque toujours par de petites bosses appelées bourgeons.

These buds are full of progenitor cells—

Ces bourgeons regorgent de cellules progénitrices,

a cornucopia of cell types that can differentiate into various tissues,

une multitude de types de cellules qui peuvent se différencier en divers tissus,

including muscles, cartilage, ligaments, and tendons.

notamment les muscles, le cartilage, les ligaments et les tendons.

Some of these progenitors are stem cells,

Certains de ces progéniteurs sont des cellules souches

capable of developing into a range of specialized cells and tissues,

capables de se développer en une gamme de cellules et de tissus spécialisés,

while others are merely derived from stem cells.

tandis que d’autres sont simplement dérivées de cellules souches.

But in either case, the progenitors differentiate and multiply rapidly

Mais dans les deux cas, les progéniteurs se différencient

et se multiplient rapidement

as the limb bud develops.

à mesure que le bourgeon se développe.

Nerves grow into the limb from nearby cell bodies

Les nerfs pénètrent dans le membre à partir des corps cellulaires voisins

and a network of blood vessels form which fuel the process with oxygen.

et un réseau de vaisseaux sanguins se forme et alimente le processus en oxygène.

Eventually, that tiny bud grows into a full infant limb.

Finalement, ce petit bourgeon devient un membre à part entière.

Most salamanders, including axolotls, develop their limbs in the same way.

La plupart des salamandres, y compris les axolotls,

développent leurs membres de la même manière.

But unlike other animals, they can also start this process all over again

Mais contrairement aux autres animaux,

elles peuvent également recommencer ce processus de zéro

if they need to.

si elles en ont besoin.

When salamanders lose a limb,

Quand les salamandres perdent un membre,

surrounding skin cells quickly surge across the wound’s surface.

les cellules cutanées environnantes envahissent rapidement

la surface de la plaie.

This new layer of skin is called the wound epidermis,

Cette nouvelle couche de peau est appelée épiderme de la plaie

and once established, it signals cells in the underlying limb stump

et, une fois établie, elle signale aux cellules du moignon

to undergo something called dedifferentiation.

de subir ce que l’on appelle une dédifférenciation.

This process reverts nearby cells from fully developed limb tissues

Ce processus transforme les cellules voisines des tissus

des membres complètement développés

back into earlier, less specialized progenitor cells.

en cellules progénitrices plus anciennes et moins spécialisées.

At the same time, the peripheral nervous system fires up stem cells

En même temps, le système nerveux périphérique active des cellules souches

throughout the salamander’s body.

dans tout le corps de la salamandre.

This would be impossible for most multicellular organisms,

Ce serait impossible pour la plupart des organismes multicellulaires,

whose stem cells typically lose their regenerative capacity with age.

dont les cellules souches perdent généralement leur capacité de régénération

avec l'âge.

But when salamander stem cells near the injury get the right signal,

Quand les cellules souches proches de la lésion reçoivent le bon signal,

they reactivate and start multiplying.

elles se réactivent et commencent à se multiplier.

Researchers don’t know what ratio of stem cells

On ignore le ratio requis pour la régénération des cellules souches

and dedifferentiated progenitor cells regeneration requires.

et des cellules progénitrices dédifférenciées.

But we do know these cells come together

Mais nous savons que ces cellules s’assemblent

to form the most important part of the process: the blastema.

pour former la partie la plus importante du processus : le blastème.

This structure is almost identical to a limb bud—

Cette structure est presque identique à celle d’un bourgeon.

the primary difference is that it’s made of recycled, repurposed cells,

La différence est qu’elle est composée de cellules recyclées et re-différenciées

and potentially reserved cells, rather than completely new ones.

et de cellules potentiellement réservées,

plutôt que de cellules complètement nouvelles.

Beyond that, blastemas and limb buds have the same mission:

Au-delà de cela, blastèmes et bourgeons ont la même mission :

to make thousands of new cells and organize them

fabriquer des milliers de nouvelles cellules et les organiser

into the muscle, bone, skin, and nerve tissue

en muscles, os, peau et tissus nerveux nécessaires au fonctionnement d'un membre.

required for a functional limb.

As this process unfolds, nerves and blood vessels spanning the injury site

Au fur et à mesure de ce processus,

les nerfs et les vaisseaux sanguins recouvrant le site de la lésion

transmit nutrition and oxygen.

transmettent la nutrition et l'oxygène.

Over several weeks, the stump will steadily grow

En plusieurs semaines, le moignon deviendra progressivement

a miniature limb with translucent skin.

un membre miniature à la peau translucide.

And when the process is complete,

Et une fois le processus terminé,

not only will the limb match the rest of the salamander,

non seulement le membre correspondra au reste de la salamandre,

there won't even be a scar.

mais il n’y aura même pas de cicatrice.

The relationship between scarring and regeneration

La relation entre cicatrisation et régénération

is just one of this processes’ many mysteries.

n’est qu’un des nombreux mystères de ce processus.

Scientists are still tracking salamander cells on the molecular level

Les scientifiques étudient les cellules de salamandres au niveau moléculaire

to determine how they revert from a mature stage into a regenerative one.

afin de déterminer comment elles passent d’un stade de maturité

à un stade de régénération.

And research into transplanting blastema cells investigates

La recherche sur la transplantation de cellules de blastème étudie

how other animals might replicate this reconstructive wizardry.

comment d'autres animaux pourraient reproduire cette magie reconstructive.

We also don’t understand how salamanders’ bodies know

Nous ne comprenons pas non plus comment le corps des salamandres sait

what part of the limb has been lost or how much needs to be regrown.

quelle partie de leur membre a été perdue ou quelle partie doit être repoussée.

One theory is that blastema cells have a form of positional memory,

Selon une théorie, les cellules du blastème possèdent une mémoire de position

allowing them to determine how much to grow in relation to one another.

qui leur permet de déterminer l’ampleur de leur croissance

les unes par rapport aux autres.

And it’s equally important to understand how these limbs know when to stop growing

Il est tout aussi important de comprendre

comment ces membres savent quand arrêter de croître

to prevent overdevelopment, like in cancerous tumors.

pour éviter un surdéveloppement, comme dans le cas des tumeurs cancéreuses.

But one of regenerations essential ingredients doesn’t belong solely

Mais l’un des ingrédients essentiels de la régénération n’appartient pas seulement

to salamanders: the blastema.

aux salamandres : le blastème.

Deer antlers use a similar healing tissue to regenerate each year,

Les bois de cerf utilisent un tissu cicatrisant similaire

pour se régénérer chaque année,

even though their skin scars like ours.

même si leurs cicatrices cutanées ressemblent aux nôtres.

Spiny mice can also restore skin, hair, and some other appendages scar-free.

Les souris épineuses peuvent également restaurer la peau, le pelage,

et certains autres appendices sans laisser de cicatrice.

And even humans can regenerate the tips of our fingers and toes

Et même les humains peuvent régénérer le bout des doigts et des orteils

in a surprisingly similar manner.

d’une manière étonnamment similaire.

We still don’t know whether this ability is tied

Nous ne savons toujours pas si cette capacité est liée

to our shared ancestry with salamanders

à notre ascendance commune avec les salamandres

or fueled by distinct biological mechanisms.

ou si elle est alimentée par des mécanismes biologiques distincts.

But with time and research,

Mais avec le temps et la recherche,

who knows what evolutionary knowledge we might grow back.

qui sait quelles connaissances évolutives nous pourrions développer ?