Une fillette de 7 ans enfonce son doigt dans les rayons filants du vélo de son frère. La pointe est arrachée.
Elle arrive bientôt aux urgences, où le Dr Christopher Allan et ses collègues chirurgiens de l’UW Medicine doivent prendre une décision. Devraient-ils tenter un réattachement microchirurgical? Suturer la plaie pour minimiser les dommages aux tissus? Ou devraient-ils coller la pointe en tant que « pansement biologique » pour protéger la plaie et espérer qu’elle se greffe sur le doigt?
Après une heure au microscope, où ils essayaient de trouver une artère assez grande pour réparer, ils ont collé le bout du doigt et ont dit aux parents qu’elle allait probablement mourir. Ça l’a fait. Huit semaines plus tard, la jeune fille a apporté à Allan le bout du doigt manquant dans un sac en plastique.
Sur sa main était un nouveau parfaitement fonctionnel.
Allan, alors et maintenant chirurgien au Centre de la main, de l’épaule et du coude du Harborview Medical Center de Seattle, savait d’après des études de cas que les enfants pouvaient repousser le bout des doigts amputés. Mais il n’avait jamais été témoin de cette repousse de première main.
Le voyant l’a incité à passer les 15 années suivantes à explorer si les adultes pourraient faire de même.
gant de réchauffage
Procédé de modélisation par rotation utilisé en recherche pour développer un gant de réchauffage.
Recherche de gants de réchauffage
Avec des collaborateurs à travers le pays, il a trouvé des cellules capables de se régénérer dans le bout des doigts des adultes, étudié la merveille régénératrice qu’est le poisson-zèbre et aidé à construire un gant futuriste capable de protéger les mains qui guérissent.
Chaque domaine de recherche est une pièce d’un puzzle qui, s’il était résolu, aiderait les médecins à repousser les doigts perdus, les doigts ou peut-être même des membres entiers.
En tant que chirurgien dans un centre de traumatologie de niveau Un, Allan sait que le besoin est grand. Les blessures aux mains représentent 30% de toutes les amputations et dix% des visites aux urgences. Cela représente plus de quatre millions de cas par an, selon les Centers for Disease Control and Prevention.
« Nous voyons tellement de blessures traumatiques ici, mais nous ne pouvons en faire que beaucoup », a déclaré Allan, qui est également chercheur à l’Institut de médecine régénérative et des cellules souches d’UW Medicine. « L’idée d’une approche différente de la simple couture de quelque chose est très attrayante. »
Les prothèses et la robotique peuvent offrir un certain soulagement aux patients qui ont perdu des chiffres ou des membres, a déclaré Allan. Les greffes de mains, bien qu’encore rares, ont été réalisées des dizaines de fois dans le monde. Allan pense que la solution idéale serait de repousser un nouveau chiffre ou un nouveau membre fonctionnel.
Voici son rêve pour traiter un futur patient qui a perdu des doigts dans un accident: Il prendrait des cellules souches du patient et les cultiverait rapidement en culture; construire un échafaudage en biomatériau qui supporterait ces cellules, à la os; et puis envoyez des signaux chimiques ou mécaniques pour les amadouer pour repousser les tissus. Tout cela se passerait dans un environnement sûr où le tissu pourrait guérir, comme dans ce gant futuriste.
Les chercheurs n’ont pas encore identifié tous les obstacles à ce rêve, et encore moins les résoudre. Néanmoins, les grandes lignes de ce que les scientifiques doivent faire sont connues. Premièrement, ils ont besoin de cellules capables de régénération, et beaucoup d’entre elles. Dans un article de 2016, Allan et son équipe ont montré que même lorsque nous sommes adultes, nos doigts conservent une population de cellules qui peuvent se transformer en d’autres types de tissus lorsqu’ils reçoivent le bon signal.
Cela suggère que la raison pour laquelle les adultes ne peuvent pas repousser un doigt comme cette fille de 7 ans n’est pas une loi biologique, mais autre chose: pas assez de cellules capables de se régénérer, ou manque d’un environnement approprié, ou des signaux manquants pour lancer le processus de régénération.
Les réponses se cachent peut-être dans l’une des merveilles régénératrices de la nature, le poisson zèbre. Si sa nageoire est amputée, elle en développe simplement une nouvelle.
Queue de poisson zèbre
Si un poisson zèbre perd sa queue, il en repousse une nouvelle.
queue de poisson zèbre
Allan collabore avec Ron Kwon, professeur adjoint d’orthopédie et de médecine du sport à l’UW, pour comprendre les fondements biologiques de cette repousse et voir comment elle se compare aux mammifères américains.
Une question majeure est de savoir si les cellules de mammifères, si elles sont placées dans un environnement approprié, possèdent la machinerie moléculaire nécessaire pour repousser les appendices. Pour étudier cela, les chercheurs explorent comment les cellules de souris, lorsqu’elles sont greffées dans la nageoire régénératrice d’un poisson zèbre, réagissent fonctionnellement à leur environnement, et en quoi cette réponse diffère des cellules de poisson zèbre.
Ensuite, il y a le gant REHEAL, gant intelligent bio-conçu dont l’acronyme signifie Guérison régénérative des traumatismes des extrémités. Développé en collaboration avec des chercheurs de l’Université du Texas à Arlington, le gant utilise une pression négative pour aspirer le liquide de la plaie et aider à favoriser la croissance cellulaire et la circulation sanguine. Le gant commencera ses essais cliniques à Harborview plus tard cet été, a déclaré Allan.
Régénérer les doigts perdus ressemble à de la science-fiction. Peut-être que oui. Allan continue quand même. Il a vu la dévastation des patients qui réalisent ce qu’ils ont perdu avec leurs doigts ou leurs mains.
Chaque fois qu’il a des doutes, son esprit dérive vers cette fille de 7 ans et son doigt repoussé.
« Si un tissu humain, de toute taille, peut se régénérer à tout âge, cela suggère la possibilité de faire de même sur d’autres sites, avec des volumes de tissus plus importants, à tout âge », a-t-il déclaré. « Nos véritables limites régénératrices sont inconnues. »
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