Africa-Press – Comores. Résistants aux chocs, à la déshydratation, à la congélation, etc., les tardigrades sont des êtres tout à fait hors du commun. Ils peuvent notamment survivre des décennies même après avoir perdu presque toute l’eau de leurs corps.
Cette résistance est en partie due à des protéines qui s’activent face au stress et forment des fibres dans les cellules du tardigrade. Des fibres qui s’assemblent entre elles, créant un gel qui protège le tardigrade (comme un deuxième squelette) et qui ralentit son métabolisme. Des chercheurs de l’Université du Wyoming (États-Unis) ont étudié en détail ce processus dans un article publié le 19 mars 2024 dans la revue Protein Science. Montrant en même temps que ce même processus de protection peut être induit dans des cellules humaines.
Le tardigrade possède des protéines qui gélifient pour protéger les cellules
Cette capacité de survivre à la déshydratation presque totale (nommée dessiccation) est l’un des superpouvoirs les plus étonnants des tardigrades. Car ils peuvent rester dans ce stade d’anhydrobiose (vie sans eau) pendant des années, en attendant que les conditions s’améliorent pour pouvoir se remplir d’eau à nouveau et reprendre leurs vies. Ils réussissent cet exploit grâce à des protéines protectrices, dont des protéines CAHS (“Cytoplasmic Abundant Heat Soluble”, pour “abondantes dans le cytoplasme et solubles à la chaleur”).
Une des espèces de tardigrade le plus étudiées (Hypsibius exemplaris) exprime la forme D de cette protéine (CAHS D) lorsqu’elle perd son eau à cause par exemple d’un stress osmotique (lorsque l’eau sort des cellules à cause d’une augmentation de la salinité du milieu). Plus le stress est fort, plus cette protéine sera produite. Si leur concentration est élevée, ces protéines se lient entre elles, formant des fibres. Puis ces fibres se croissent entre elles, prenant la forme d’un gel plus ou moins solide en fonction de la concentration de la protéine (qui peut dépasser 15 grammes par litre).
Grâce à ce gel, le tardigrade peut survivre à ces conditions difficiles de déshydratation par deux processus. D’abord, car les cellules du tardigrade gardent un peu leur volume malgré la perte d’eau. Et surtout parce que ce gel empêche la circulation de macromolécules à l’intérieur des cellules, ralentissant ainsi le métabolisme cellulaire. Ce qui permet à l’organisme de résister le temps qu’il faudra dans un état de biostase, une sorte d’hibernation extrême où la vie est arrêtée, mais de façon réversible.
Ces gels peuvent se former aussi dans des cellules humaines
Après avoir bien compris le mécanisme derrière la formation de ce gel, les chercheurs ont étudié ce qui se passerait si les cellules humaines exprimaient elles aussi la protéine CAHS D. Ils ont généré une lignée de cellules de rein avec le gène codant pour cette protéine. Et comme les cellules de tardigrade, les cellules rénales humaines aussi se mettaient à produire cette protéine lors d’un stress osmotique, formant des fibres qui protégeaient les cellules, dans des conditions létales pour les cellules qui n’exprimaient pas la protéine gélifiante.
Ce stress osmotique entrainait une perte d’environ la moitié du volume cellulaire dans les cellules normales, alors que cette perte était uniquement d’un tiers dans les cellules avec CAHS D. Et le métabolisme de ces cellules diminuait significativement, comparé à celles des cellules sans cette protéine. “C’est incroyable, quand on introduit ces protéines dans des cellules humaines, elles gélifient et ralentissent leur métabolisme, tout comme les tardigrades ! s’étonne Silvia Sanchez-Martinez, directrice de l’étude, dans un communiqué. En plus, encore comme les tardigrades, les cellules humaines qui ont ces protéines entrent en biostase et deviennent plus résistantes au stress, donnant à ces cellules humaines certains des pouvoirs des tardigrades.”
Cet état de biostase était réversible, c’est-à-dire que le métabolisme des cellules revenait à la normale lorsque les conditions le permettaient. Les auteurs espèrent que ces résultats étonnants pourraient ouvrir la porte à de nouvelles technologies utilisant ces protéines des tardigrades pour induire cet état d’hibernation cellulaire, pour notamment mieux garder des cellules ou des organismes à long terme. Voire, pour ralentir le métabolisme, juste suffisamment pour ralentir le vieillissement cellulaire. Le tardigrade pourrait donc partager ces superpouvoirs avec les humains… et peut-être même nous aider à vivre plus longtemps.
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