C. Principe du rajeunissement
1) Comment elle se rajeunit ?
La découverte de Christian Sommers (voir annexe:1), comme beaucoup d'autres scientifiques, est tombée dans l'oubli jusqu'en 1992. Quand Sommers et l'un de ses collègues Bravestrello, remarquent une Turritopsis nutricula récemment détachée du bourgeon, (donc encore sexuellement immature) qui rajeunit et se dépose sur le sol marin pour donner vie à une colonie de mini méduses sans avoir recours à la reproduction. Il faut savoir que les scientifiques avaient déjà observé de nombreux cas de « rajeunissement » où la méduse pouvait se retransformer en polype. Cependant, ce n'était que possible qu'à partir du stade de bourgeon médusaire, donc avant d'avoir quitté le polype. En effet, les méduses perdaient leur capacité à se transformer si elles étaient libérées du bourgeon médusaire.
Leur découverte a ensuite été examinée par d'autres scientifiques, dont Piraino et Al, qui ont étudié le cycle de vie de la turritopsis nutricula et publié leurs résultats sous l'article « Reversing the Life Cycle » (voir annexe:2). Cette étude tente d'expliquer le phénomène de rajeunissement au niveau cellulaire car, bien que le polype et la méduse puissent tous les deux régénérer leurs tissus et organes (comme les étoiles de mer, par exemple, qui peuvent faire repousser un bras si elles en perdent un), ils sont différents au niveau anatomique mais également cellulaire. Les organismes sous forme de polype sont des organismes modulaires alors que la forme de méduse est unitaire. C'est à dire que les organismes modulaires ont potentiellement une durée de vie infinie car ils peuvent se régénérer indéfiniment grâce à leurs cellules qui ne sont pas spécialisées, ce qui est habituellement impossible pour des organismes non-modulaires pour lesquels la maturité sexuelle conduit en fin de compte à la mort.
L'étude des Italiens a montré que la Turritopsis pouvait rajeunir même si elle avait atteint la maturité sexuelle. Lors de conditions de vie défavorables, la méduse entièrement développée rajeunit pour se poser sur le sol marin et faire une nouvelle colonie de polypes : c'est grâce au processus de « transdifférenciation » que les méduses turritopsis nutricula sont capables de redevenir des polypes. Ce processus incroyable et très rare permet à des cellules non-souches ou des cellules « différenciées » (c'est-à-dire qu'elles se sont spécialisées et ont acquis un rôle bien défini) de perdre leurs caractères normaux et d'en acquérir de nouveaux ou de nouvelles fonctions. Par exemple, la conversion d'une cellule souche adipeuse différenciée en cellule osseuse, nerveuse, musculaire ou cartilagineuse.
SHIN KUBOTA
Les études pour comprendre ce processus se multiplient et, en 2011, Shin Kubota, un chercheur en biologie marine à l'Université de Kyoto a observé le rajeunissement de la Turritopsis 10 fois de suite ! Cette observation bat tous les records et à de quoi affoler quelques scientifiques... (voir annexe:2)
Aujourd'hui, le seul scientifique ayant réussi à cultiver des polypes de Turritopsis dans un laboratoire travaille seul, sans financement et sans équipe, dans un bureau à Shirahama, au Japon, Shin Kubota est aujourd'hui l'homme le plus renseigné du monde sur Turritopsis dohrnii. En effet, la seule population de Turritopsis captive au monde vit dans des boîtes de Pétri rangés dans un petit réfrigérateur dans le bureau de Kubota. Il estime que ses 3 boîtes contiennent au moins 100 spécimens.Pendant les 15 dernières années, Kubota a passé au moins 3 heures par jour à s'occuper de sa progéniture.
Pour montrer comment Turritopsis rajeunit, Kubota a donné des coups à une de ses méduses pour la faire stresser et donc de déclencher le processus de transdifférenciation. Pendant une semaine, chaque jour, nous pouvons observer la transformation de la méduse. Au bout du deuxième jour, la méduse s'était attachée au fond de la boîte de Pétri. Ses tentacules se repliaient sur elles-même. Elle avait enclenché le processus de transdifférenciation. Au bout du 4ème jour, l'organisme ne ressemblait plus à une méduse, mais à une "boulettte de viande", comme le surnommait Kubuta à ce stade. À la fin de la semaine, les stolons , qui sont en qualques sortes des tiges de la polype ,avaient commencés à « pousser » sur la boulette de viande.
2) La Trans-différenciation
La méduse Turritopsis nutricula inverse son cycle de vie lorsqu'elle atteint sa maturation sexuelle. Elle fait ceci par le biais de la transdifférenciation . Lorsqu’elle inverse son cycle de vie, elle redevient une polype qui produit d’autres méduses plus petites. C'est la où le cycle recommence .
Cette transdifférenciation est donc le processus qui permet aux cellules particulières de changer de fonction . Effectivement, lors du développement d’un organisme par exemple , les cellules souches qui ne sont pas spécialisées vont se diviser et donner une cellule fille souche et une cellule fille se différenciant l’une de l’autre. On peut dire que ces cellules deviennent spécialisées et ont des fonctions particulières. Dans le cas de la transdifférenciation, ces cellules spécialisées vont se transformer en d’autres formes de cellules qui ont d’autres caractéristiques que celle avant la transdifférenciation. Ce mécanisme complexe s’explique pourtant simplement. Une cellule, dans n’importe quel être vivant à une fonction programmée. Par exemple, une cellule du coeur produira des protéines nécessaires au fonctionnement du coeur, mais ne produira pas d’amylase, une protéine composante de la salive, qu’une cellule de la bouche fabriquerait. Le phénomène de transdifférenciation s’explique par une reprogrammation de ces cellules. Ainsi, une cellule de peau sera déprogrammée de sa fonction, pour arriver à un état neutre, où la cellule est “reprogrammable”. Souvent, ces cellules “reprogrammables “ sont appelées cellules-souches. Ces cellules-souches vont ensuite être reprogrammées en un type de cellule différent de celui initial .Par exemple, lors de ce processus, une cellule du cerveau , le neurone, pourrait devenir une cellule musculaire.
Turritopsis dorhnii et nutricula sont donc capable d’utiliser la transdifférenciation pour transformer leurs cellules matures en cellules immatures et ainsi revenir à un état plus jeune. Elle est capable, au vu des observations actuelles, de répéter ce processus indéfiniment. Ce phénomène est la base de toute régénération cellulaire majeure..
Nous pouvons prendre comme exemple la fabrication de l’insuline chez la souris . En effet, chez la souris, une perte importante de cellules produisant de l'insuline dans le pancréas induit les cellules voisines ,produisant normalement du glucagon ( c'est du sucre - le glucose) , à produire de l'insuline . Justement on peut le voir sur ce schéma que lors de ce processus ce glucagon se transforme en insuline.Elles changent de fonction et donc subissent la transdifferenciation dans le but de pouvoir fabriquer l’insuline manquant.
La vidéo ci dessous montre un autre exemple de la transdifferenciation . Ici , les lymphocytes du type B coloriés en verts sont mis en cultures avec des cellules de levures (Candida Albicans ) coloriés en rouge . Au bout de 51 heures , les Lymphocytes B se transforment et détruisent les cellules pathogenes.
Ce même processus de transdifférenciation va permettre à la méduse Turritopsis nutricula de transformer toutes ces cellules afin qu’elles aient les mêmes propriétés lorsque la méduse était sous forme de polype. Cela lui permettrait de revenir au stade de polype et donc de recommencer son cycle de vie , la rendant biologiquement immortelle…
3) Système responsable du déclenchement de la transdifferenciation
A ce jour, même si les scientifiques travaillent jours et nuits pour percer le mystère de l’immortalité de cet organisme extraordinaire , nous ne connaissons malheureusement pas de façon précise le gène ou l’information génétique qui est responsable du déclenchement du processus de transdifferenciation chez les méduses turritopsis nutricula . Il existe pourtant des protéines comme la Lin28a qui permet de régénérer des tissus lors du développement d’un embryon chez les mammifères . Nous pouvons donc penser que la protéine responsable de la transdifferenciation chez la méduse pourrait êtrte similaire a la Lin28a .
De plus, comme on l'a vu précédemment avec l’expérience qu’a menée Shin Kubota , le déclenchement de cette transdifferenciation dépend aussi des facteurs de son environnement et de l’influence externe. En effet, un génotype et son expression peut être modifié par l’environnement qui peut dans certains cas influer sur l'expressions de certains gènes .On peut justement voir grâce à ces photos que lorsque la méduse se sent en danger ou lorsqu’elle subit un stress quelconque, elle commence à se transformer en polype.
Voici une vidéo , en anglais ,qui est un reportage où nous pouvons suivre Shin Kubota dans ses recherches . Ce dernier , reste optimiste et affirme que l'immortalité humaine serai accessible dans un futur proche . (on le voit au bout de 2minutes et 14 secondes de la video ). Shin kubota se confie a nous et dit "Si nous résolvons l'énigme derrière la vie immortelle il y aura beaucoup de merveilleuses possibilités pour l'espece humaine ..."
