Peut-on réparer la colonne vertébrale? Le poisson-zèbre montre l’exemple

Des chercheurs américains ont découvert un mécanisme unique de réparation de la colonne vertébrale, en développement chez le poisson-zèbre, qui pourrait aider à comprendre la dégénérescence avec l’âge des disques vertébraux humains, une cause importante de douleur du dos et de handicap.

Ce mécanisme protège apparemment les vacuoles, des cellules remplies de liquide, de la corde dorsale, une structure cartilagineuse retrouvée à l’état embryonnaire et qui disparaît au cours du développement chez certaines espèces dont les humains. Elle devient alors le noyau pulpeux situé au milieu des disques intervertébraux.

Chez le jeune poisson-zèbre, un important modèle de recherche, ce mécanisme réparateur protège leur colonne vertébrale du stress quand il commence à nager.

La disparition des cellules de la corde dorsale, ou notochorde, avec le vieillissement serait la cause de la dégénérescence des disques de la colonne vertébrale chez les humains responsable de la discopathie dégénérative, expliquent ces chercheurs dont les travaux sont publiés jeudi dans la revue scientifique américaine Current Biology.

« On peut aisément penser que ces mêmes mécanismes de réparation et de régénération existent également chez les humains aux tous premiers stades du développement mais disparaissent ensuite au cours du temps », relève Michel Bagnat, professeur adjoint de biologie à la faculté de médecine de l’université Duke en Caroline du Nord, le principal auteur.

« Nous devons de ce fait comprendre ce processus biologique pour mettre au point une approche permettant de régénérer la couche de tissu se trouvant entre les disques vertébraux », estime-t-il.

Comme les embryons du poisson-zèbre sont transparents, les chercheurs ont pu aisément voir tout défaut de la colonne vertébrale qui résultait de la perte de vacuoles chez des poissons modifiés génétiquement à cet effet.

Dans les embryons qui perdaient des vacuoles « on pouvait voir des lésions le long de la notochorde mais sans que cela empêche la formation d’une colonne vertébrale normale », explique le professeur Bagnat.

« Cela nous a totalement éberlué », ajoute-t-il.

Ils ont pu observer que des vacuoles se rompaient et se vidaient de leur liquide comme des ballons remplis d’eau que l’on perce.

Mais après une quinzaine d’heures, des cellules épithéliales se trouvant à proximité se sont répandues sur les restes de la vacuole éclatée pour en former une nouvelle.

D’autres expériences ont permis à ces biologistes de déterminer que cette réaction réparatrice a été déclenchée par l’écoulement du liquide à l’intérieur de la vacuole qui est formé de nucléotides, sorte de briques moléculaires.

« Ces mêmes cellules, qui se trouvent dans les disques vertébraux du poisson-zèbre et des humains, paraissent capables de s’auto-réparer et de se régénérer », explique le professeur Bagnat.

« Peut-être que le flot continu de ces nucléotides est important pour maintenir les disques de la colonne vertébrale en bon état », pointe-t-il.