Des scientifiques du Stowers Institute for Medical Research ont fait une découverte qui pourrait révolutionner la médecine régénérative. Chez les vers plats, des organismes connus pour leur incroyable capacité à se régénérer, les cellules souches ne dépendent pas de leurs voisins immédiats pour savoir quoi faire. Au lieu de cela, elles puisent leurs instructions dans des cellules situées bien plus loin dans leur organisme. Cette indépendance cellulaire, publiée le 15 octobre 2025 dans la revue Cell Reports, remet en question un dogme de la biologie et ouvre des perspectives fascinantes pour la réparation des tissus humains.
Traditionnellement, on pensait que les cellules souches vivaient dans des « niches » fixes. Ces micro-environnements, composés de cellules voisines, dictent le comportement des cellules souches : quand se diviser, quel type de cellule devenir. « Les cellules souches hématopoïétiques humaines, par exemple, résident dans des niches au sein de la moelle osseuse où elles se divisent pour s’auto-renouveler et fabriquer de nouvelles cellules sanguines », explique Frederick « Biff » Mann, Ph.D., co-auteur de l’étude. Les vers plats, eux, semblent avoir réécrit ces règles.
La capacité stupéfiante des planaires à régénérer une tête coupée, voire un corps entier à partir d’un simple fragment, est directement liée à cette liberté d’action de leurs cellules souches. « Comprendre comment les cellules souches sont régulées dans les organismes vivants est l’un des grands défis dans les domaines de la biologie des cellules souches et de la médecine régénérative », souligne Alejandro Sánchez Alvarado, Ph.D., président et directeur scientifique de Stowers. « Cette découverte remet en question notre concept de ‘niche’ de cellules souches et pourrait faire progresser considérablement notre compréhension de la manière de contrôler les capacités des cellules souches à restaurer les tissus endommagés. »
Contrairement aux cellules souches de la plupart des animaux, qui sont strictement limitées à la production de quelques types cellulaires spécifiques – une mesure de sécurité pour éviter les croissances incontrôlées et potentiellement cancéreuses –, les cellules souches des planaires adultes sont pluripotentes. Elles peuvent se transformer en n’importe quel type de cellule nécessaire. « Notre espoir est de découvrir les règles de base qui guident les cellules souches pour qu’elles deviennent des tissus spécifiques plutôt que de devenir des tissus indésirables, car la plupart des tumeurs chez l’homme commencent lorsque les cellules souches cessent de suivre ces règles », précise A. Sánchez Alvarado.
Pour F. Mann, le rôle de la niche traditionnelle peut se comparer à celui d’un « microgestionnaire ». « Il dit aux cellules : ‘Vous pouvez être une cellule souche, mais seulement un type particulier’ », explique-t-il. « Cependant, nous avons maintenant montré qu’avoir une niche normale n’est peut-être pas essentiel au fonctionnement des cellules souches. Certaines cellules souches, comme celles du ver plat planaire, ont trouvé un moyen d’être indépendantes et peuvent se transformer en n’importe quel type de cellule sans avoir besoin d’une niche à proximité. »
Pour parvenir à cette conclusion, l’équipe a utilisé une technique avancée, la transcriptomique spatiale, afin d’analyser l’activité génétique des cellules individuelles et de leur environnement. Cette analyse a révélé des cellules voisines inattendues, dont un type cellulaire inédit : une grande cellule aux multiples projections digitiformes. Les chercheurs l’ont baptisée « hécatonoblaste », en référence aux Hécatonchires, géants mythologiques grecs aux cent bras. « Parce qu’ils étaient situés si près des cellules souches, nous avons été surpris de constater que les hécatonoblastes ne contrôlaient pas leur destin ni leur fonction, ce qui est contre-intuitif par rapport à une connexion typique entre cellules souches et niche », a noté F. Mann.
Les instructions les plus influentes pour les cellules souches provenaient en réalité des cellules intestinales, le deuxième type cellulaire le plus abondant dans les données analysées. Ces cellules distantes semblaient orchestrer la position et la fonction des cellules souches planaires durant la régénération, et ce, à longue distance. « J’ai tendance à considérer cela comme un réseau de communication local ou mondial », commente Blair Benham-Pyle, Ph.D., professeur adjoint au Baylor College of Medicine et ancien post-doctorant à Stowers. « Alors que les interactions entre les cellules souches et leurs cellules voisines influencent la façon dont une cellule souche réagit immédiatement, des interactions distantes peuvent contrôler la façon dont cette même cellule souche répond aux grands changements dans un organisme. »
Cette recherche redéfinit la notion de niche pour les cellules souches. Chez les planaires, cette niche ne repose pas sur un contact physique fixe. « Nous avons constaté qu’il n’existe pas de type de cellule ou de facteur spécifique juste à côté des cellules souches qui contrôle leur identité », affirme B. Benham-Pyle. Cette indépendance expliquerait la remarquable capacité de régénération des planaires, inégalée chez la plupart des autres animaux. « La grande découverte est une propriété du planaire entier permettant à la fois des interactions locales subtiles et des événements de signalisation globaux qui permettent aux cellules souches de réaliser ces remarquables exploits de régénération », ajoute-t-il.
« La découverte la plus surprenante est que, du moins chez les planaires, l’environnement dans lequel résident les cellules souches n’est pas fixe. Au lieu de cela, il est dynamique : l’endroit où résident les cellules souches est essentiellement constitué d' »amis » que les cellules souches et leur progéniture se font tout au long du chemin de la différenciation », conclut A. Sánchez Alvarado. « Plus nous comprendrons comment les cellules voisines et les signaux globaux du corps travaillent ensemble pour augmenter la capacité et la puissance de nos cellules souches, mieux nous serons en mesure de créer des moyens d’améliorer la guérison naturelle du corps. Ces connaissances pourraient aider à développer de nouveaux traitements et thérapies régénératives pour les humains à l’avenir. »
Ce travail a été soutenu par le National Institute of General Medical Sciences des National Institutes of Health (NIH) et le Stowers Institute for Medical Research.