Recherche sur les serpents et la régénération intestinale humaine

Le système digestif humain est un organe complexe et hautement adaptatif, qui maintient sa fonction grâce à un processus continu de régénération intestinale. Cette capacité biologique garantit que la muqueuse de l’intestin est constamment renouvelée, permettant une digestion et une absorption efficaces des nutriments. Des recherches récentes sur les capacités régénératrices uniques des serpents, en particulier des boas et des pythons, ont fourni de nouvelles informations sur la régénération intestinale humaine, en particulier sur les maladies gastro-intestinales.

Les bases de la régénération intestinale chez l’homme

Chez l’homme, la régénération de la muqueuse intestinale est un processus lent mais régulier. L’intestin est tapissé d’un type de cellules souches trouvées dans de petites poches appelées cryptes intestinales. Ces cryptes intestinales sont situées dans les parois des intestins. Ces cryptes sont chargées de produire de nouvelles cellules pour remplacer les cellules anciennes ou endommagées, de maintenir l’intégrité de la muqueuse intestinale et de garantir qu’elle puisse gérer le stress quotidien de la digestion et de l’absorption des nutriments.

Ce processus se produit en continu, mais le taux de remplacement des cellules intestinales est relativement lent par rapport à celui d’autres animaux, comme certains reptiles. Cette régénération cellulaire joue un rôle crucial dans la protection de l’intestin contre les maladies et les dommages causés par des facteurs tels que le stress, les infections ou les problèmes liés à l’alimentation. Comprendre ce processus est essentiel pour améliorer les traitements des affections gastro-intestinales, telles que la maladie de Crohn, la maladie coeliaque et même le cancer colorectal.

Régénération intestinale extrêmement rapide chez les serpents

Contrairement aux humains, certains serpents, comme les boas et les pythons, ont une étonnante capacité à régénérer leurs intestins en profondeur et extrêmement rapidement après de longues périodes de jeûne. Ces reptiles peuvent survivre des semaines sans manger, pendant lesquelles leurs intestins rétrécissent et deviennent presque non fonctionnels. Cependant, une fois que ces reptiles consomment un repas, leurs intestins se régénèrent rapidement, la masse intestinale faisant plus que doubler en seulement 48 heures. Ce processus rapide reconstruit une grande partie des cellules et des structures intestinales nécessaires à la digestion et à l’absorption des aliments.

Ce phénomène est particulièrement frappant car les serpents comme les pythons ne possèdent pas de cryptes intestinales – les structures qui pilotent la régénération chez les mammifères. Malgré cela, les serpents atteignent une croissance régénérative extraordinaire en réponse à leur alimentation. Cette récupération rapide de la fonction intestinale s’accompagne d’un changement majeur dans la physiologie et le métabolisme global du serpent, lui permettant de digérer efficacement des repas copieux après de longues périodes de jeûne.

Aperçus de la recherche sur les serpents

Une équipe de chercheurs de l’Université du Texas à Arlington, du UT Southwestern Medical Center et de l’Université de l’Alabama ont mené une étude détaillée du processus de régénération chez les pythons en séquençant les gènes de l’ARN. Cette étude a révélé que malgré l’absence de cryptes intestinales, les pythons activent des voies cellulaires conservées. Ces voies sont des voies de signalisation biologiques et sont également présentes chez l’homme. Ces voies sont essentielles à la régulation de la réponse du corps à la disponibilité des nutriments et sont activées de manière unique chez les serpents pour faciliter une régénération rapide.

L’une des découvertes les plus intrigantes de cette recherche est que certaines de ces voies ressemblent à des voies activées chez l’homme à la suite de certaines chirurgies métaboliques, comme le pontage gastrique de Roux-en-Y, une méthode chirurgicale utilisée pour traiter l’obésité et le diabète de type 2. Cette similitude suggère que l’étude de la régénération intestinale chez les serpents pourrait fournir des informations sur la manière dont les intestins humains réagissent aux changements du métabolisme, de la disponibilité des nutriments et du stress, améliorant ainsi potentiellement les traitements d’un large éventail de troubles digestifs.

Le rôle des cellules BEST4+ dans la régénération intestinale

Un aspect important de cette recherche s’est concentré sur le rôle d’un type spécifique de cellules intestinales, appelées cellules BEST4+. Ces cellules sont présentes chez les pythons et les humains, mais sont notamment absentes chez les mammifères couramment étudiés, comme les souris. L’étude a révélé que les cellules BEST4+ agissent comme des régulateurs centraux pendant les premières étapes de la régénération, en favorisant le transport et le métabolisme des lipides. Ce sont des fonctions essentielles à la reconstruction de la muqueuse intestinale.

Chez l’homme, ces cellules jouent probablement un rôle plus important qu’on ne le pensait auparavant. Comprendre la contribution de ces cellules à la santé intestinale pourrait ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour traiter les maladies intestinales et métaboliques, en ciblant ces cellules clés et leurs fonctions.

Implications pour la santé humaine

L’étude de la régénération intestinale des serpents a élargi nos connaissances sur la façon dont différents animaux ont évolué pour faire face aux mêmes défis physiologiques de diverses manières. En en apprenant davantage sur la façon dont les serpents régénèrent leurs intestins sans la présence de cryptes intestinales, les chercheurs peuvent désormais explorer le fonctionnement de voies similaires chez les humains et identifier des cibles potentielles pour un traitement médical.

Cette recherche est particulièrement pertinente pour améliorer les traitements des affections gastro-intestinales, telles que la maladie de Crohn, la maladie cœliaque et certains cancers, pour lesquels la régénération et la réparation intestinales sont essentielles. Cela pourrait également conduire à de nouvelles connaissances sur la manière dont le corps humain s’adapte à des changements importants dans l’alimentation, le métabolisme et même le stress.

De plus, comprendre la biologie de la régénération intestinale extrême pourrait être essentiel dans la lutte contre les maladies métaboliques comme le diabète, où la capacité de l’organisme à répondre aux changements dans la disponibilité des nutriments est altérée. Étudier la manière dont les serpents régulent ces processus pourrait révéler de nouvelles cibles thérapeutiques pour améliorer la santé métabolique humaine.

Source d’information : Aundrea K. Westfall et coll. [Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]. DOI : 10.1073/pnas.2405463121