Rôle des Smads lors du processus de régénération chez Ambystoma mexicanum

Les capacités de guérison humaine étant limitées et grandement associées à la fibrose, la possibilité de régénérer tous tissus contribueraient grandement à l’amélioration de la santé des patients. Dans le cadre de ce projet de doctorat, nous avons publié un article montrant les limitations de certains modèles de recherche en ce qui a trait à la guérison des plaies. Ces limitations sont d’autant plus importantes lorsque la recherche traite de régénération tissulaire. Aussi, cette publication positionne l’axolotl (Ambystoma mexicanum) comme un excellent modèle pour étudier le processus de régénération épimorphique ainsi que l’importance de la signalisation TGF-β.  La cytokine multifonctionnelle TGF-β est impliquée dans la guérison, l’induction des cicatrices, la différenciation, la croissance et la migration cellulaire. Cette cytokine est responsable de la guérison quasi parfaite des muqueuses buccales chez les mammifères, mais est aussi liée à la cicatrisation de plusieurs autres types tissulaires. La famille des TGF-β est aussi impliquée dans la régénération épimorphique chez l’échinoderme, ainsi que dans la régénération hépatique (hyperplasie compensatoire), ce qui confirme son rôle régulateur de la guérison parfaite.  Des travaux précédents ont montré que l’utilisation d’un inhibiteur spécifique de la signalisation des TGF-β (SB-431542) empêche la régénération (Lévesque et al., 2007). Comme la voie canonique de signalisation de TGF-β s’opère via les protéines Smads (Smad2 & 3), l’étude de ces deux protéines est au cœur du second article. Lors du processus de régénération, Smad2 est phosphorylé entre 6h et 48h post-amputation (pa), ce qui correspond à la phase de migration cellulaire et au début de la prolifération. D’un autre côté, Smad3 est phosphorylé plus tôt, entre 3h et 6h pa, alors que la quantité de protéine totale diminue lors de la phase de préparation. L’administration de l’inhibiteur SB-431542 au moment de l’amputation bloque l’activation de Smad2 et de Smad3. Aucun blastème ne se forme, bien que la plaie ferme normalement. L’utilisation des inhibiteurs SIS3 et Naringenin (spécifique à Smad3) réduisent la phosphorylation de Smad3 d’environ 50 % (lorsque mesurée par immunobuvardage). Le processus de régénération ne semble toutefois pas affecté. La régulation différentielle des Smads est donc centrale au processus de régénération de l’axolotl. Dans le cadre de ce projet, nous avons aussi tenté de bloquer spécifiquement l’expression, ainsi que l’activation de Smad2. J’ai premièrement établi que Smad2 et Smad3 étaient présents dans la lignée cellulaire AL-1 et qu’ils peuvent être phosphorylés. J’ai ensuite tenté, par différentes techniques, de réduire l’activation spécifique de Smad2, sans succès. D’autre part, plusieurs expériences complémentaires confirment que l’activation de Smad3 est difficilement détectable et est peu importante pour la formation du blastème.  La capacité exceptionnelle de régénération de l’axolotl est intimement liée à une activation différentielle des protéines Smad2 et Smad3. L’activation de Smad2 est associée à une prolifération cellulaire importante. D’autre part, l’absence de fibrose est potentiellement due à la faible activation de Smad3 au cours du processus de régénération.

Keyphrases: Axolotl, TGF-β, Smad2, Smad3, Régénération