Comment un organisme parvient-il à se reconstruire après une blessure majeure ? En biologie régénérative, une question centrale consiste à comprendre le lien entre la formation d’un organisme lors du développement embryonnaire et sa capacité à se régénérer à l’âge adulte.
Le développement embryonnaire et la régénération semblent, à première vue, différents. Le premier transforme une cellule unique en un organisme complet, tandis que la seconde permet de reconstruire une partie du corps perdue ou endommagée. Pourtant, ces deux processus aboutissent au même résultat : un organisme organisé et fonctionnel.
La régénération fascine les scientifiques depuis des siècles, car elle est très inégalement répartie dans le monde du vivant. Chez l’être humain, elle reste limitée (le foie, par exemple), alors que certains animaux sont capables de régénérer des structures complexes, voire un corps entier. Cette capacité extraordinaire soulève une question clé : les gènes utilisés pour construire un organisme au cours de l’embryogenèse sont-ils réutilisés tels quels lors de la régénération, ou bien réorganisés différemment ?
Des travaux récents ont montré que, même si le résultat final peut se ressembler, les étapes moléculaires suivies par les cellules diffèrent entre le développement embryonnaire et la régénération. Restait toutefois à comprendre dans quelle mesure les réseaux de gènes du développement sont réellement réemployés lors de la reconstruction du corps.
Une anémone de mer pour percer les secrets de la régénération du corps entier
Pour répondre à cette question, les scientifiques ont étudié Nematostella vectensis, une petite anémone de mer devenue un modèle de choix en biologie du développement et de la régénération. Cet animal possède une capacité remarquable : s’il est scindé en deux, chaque moitié peut reconstruire un individu complet en moins d’une semaine.
Bien qu’éloignée de l’être humain sur le plan évolutif, cette anémone partage environ 75 % de ses gènes avec les mammifères. Elle offre ainsi une opportunité unique d’étudier des mécanismes fondamentaux, potentiellement communs à de nombreux animaux, tout en observant la régénération du corps entier, phénomène inexistant chez les vertébrés.
Réutiliser le programme embryonnaire… mais en le réorganisant
Les scientifiques ont comparé l’activité des gènes au cours du développement embryonnaire et lors de la régénération. Ils ont observé que certains groupes de gènes sont bien activés dans les deux cas, mais pas de la même manière ni au même moment.
Plus surprenant encore, un ensemble de gènes n’est activé que lors de la régénération. Certains sont liés à la mort cellulaire programmée, un mécanisme contrôlé permettant d’éliminer des cellules tout en émettant des signaux aux cellules environnantes pour mieux reconstruire les tissus. Ce processus joue ici un rôle clé dans la reconstruction du corps.
L’étude montre ainsi que la régénération ne consiste pas simplement à « rejouer » le développement embryonnaire. Elle réactive seulement une partie de ce programme génétique, le modifie et le connecte à des gènes spécifiquement dédiés à la réparation et à la reconstruction rapide des tissus.
Une nouvelle logique génétique pour reconstruire le vivant
En conclusion, cette recherche révèle que la régénération est un processus créatif à part entière. Plutôt que de copier fidèlement le programme embryonnaire, l’organisme le réinvente, en l’adaptant aux contraintes d’un corps déjà formé.
Comprendre cette nouvelle logique génétique ouvre des perspectives importantes, notamment pour mieux saisir pourquoi certaines espèces régénèrent si efficacement leur corps, et pourquoi d’autres, comme l’être humain, en sont largement incapables. À plus long terme, ces découvertes pourraient nourrir les recherches en médecine régénérative et en réparation des tissus.
© Eric Röttinger
Figure : Représentation schématique des rôles des voies de signalisation étudiés au cours du développement embryonnaire (haut) et de la régénération (bas). Les trois couleurs indiquent trois voies de signalisations différentes. Alors que les deux processus mènent à des polyps fonctionnels et indiscernables, les voies de signalisation initialement impliquées dans le développement embryonnaire sont redéployées au cours de la régénération, mais dans un séquentiel différent.
En savoir plus : Andreoni-Pham, R., Johnston, H., Warner, J.F. et al. Whole body regeneration deploys a rewired embryonic gene regulatory network logic. Nat Commun 17, 503 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67196-4