Des chercheurs de l’Université de Californie, Davis, ont découvert des informations clés sur la façon dont les escargots de pomme d’eau douce peuvent régénérer pleinement leurs yeux – une capacité rare qui pourrait un jour éclairer les traitements pour les lésions oculaires humaines. Dans une nouvelle étude publiée le 6 août Communications de la natureLa professeure adjointe Alice Accorsi et son équipe révèlent que l’escargot de pomme et les yeux humains sont étonnamment similaires dans la structure et la génétique, positionnant ces escargots comme un modèle prometteur pour la recherche de régénération des yeux.
« Les escargots de pomme sont un organisme extraordinaire », a déclaré Accorsi. «Ils offrent une occasion unique d’étudier la régénération des organes sensoriels complexes.
Un organisme modèle avec une superpuissance inhabituelle
L’escargot de pomme dorée (Pomacea canaliculata), originaire d’Amérique du Sud et invasif dans de nombreuses régions du monde, n’est pas seulement prolifique dans la nature mais aussi bien adaptée aux études de laboratoire. Leur reproduction rapide et leur résilience les rendent idéaux pour la recherche génétique et développementale.
« Les escargots de pomme sont résilients, leur temps de génération est très court et ils ont beaucoup de bébés », a expliqué Accorsi.
Notamment, ces escargots possèdent des yeux «de type caméra» – la même structure oculaire générale trouvée chez l’homme, composée d’une cornée, d’une lentille et d’une rétine. Cette similitude les rend particulièrement pertinents pour la recherche en vision et en régénération.
Le premier système de recherche sur la régénération complète
Alors que la régénération des escargots a été notée depuis le XVIIIe siècle – y compris des rapports d’escargots décapités repoussant leur tête – cette étude est la première à utiliser des escargots dans une recherche détaillée en biologie régénérative moderne. Accorsi estime que la sous-utilisation antérieure était due à des défis logistiques.
«Quand j’ai commencé à lire à ce sujet, je me demandais, pourquoi personne n’utilise déjà des escargots pour étudier la régénération?» dit Accorsi. «Je pense que c’est parce que nous n’avions tout simplement pas trouvé l’escargot parfait pour étudier jusqu’à présent.»
Similitude anatomique et génétique avec les yeux humains
En utilisant une combinaison de dissections, de microscopie et d’analyse génomique, l’équipe d’Accorsi a confirmé que les yeux d’escargot de pomme reflètent l’anatomie et la génétique des yeux humains.
« Nous avons fait beaucoup de travail pour montrer que de nombreux gènes qui participent au développement de l’œil humain sont également présents dans l’escargot », a déclaré Accorsi. « Après la régénération, la morphologie et l’expression des gènes du nouvel œil sont à peu près identiques à l’original. »
Comment les yeux d’escargot se repoussent après l’amputation
Le processus de régénération, qui se déroule sur environ un mois, implique plusieurs étapes distinctes:
- Guérison des plaies – Dans les 24 heures pour prévenir l’infection.
- Migration et prolifération cellulaire – Les cellules non spécialisées s’accumulent sur le site.
- Spécialisation et formation – Les structures oculaires comme l’objectif et la rétine commencent à se former sur 10 à 15 jours.
- Maturation – Des structures comme le nerf optique émergent et continuent de mûrir sur plusieurs semaines.
« Nous n’avons toujours pas de preuves concluantes qu’ils peuvent voir des images, mais anatomiquement, ils ont tous les composants nécessaires pour former une image », a déclaré Accorsi. « Il serait très intéressant de développer un test comportemental pour montrer que les escargots peuvent traiter les stimuli en utilisant leurs nouveaux yeux … c’est quelque chose sur lequel nous travaillons. »
Même après 28 jours, l’analyse de l’expression des gènes a révélé que 1 175 gènes se comportaient toujours différemment par rapport aux yeux d’escargot adultes non blessés, indiquant que la maturation complète s’étend probablement au-delà de la régénération visiblement complète.
Découvrir la génétique derrière la régénération
Pour explorer quels gènes sont essentiels pour la régénération oculaire, l’équipe a développé des outils d’édition de génome pour les escargots Apple à l’aide de CRISPR-CAS9. Leur première cible était le gène PAX6un maître régulateur du développement oculaire chez l’homme et de nombreuses autres espèces.
« L’idée est que nous mudons des gènes spécifiques et voyons ensuite quel effet il a sur l’animal, ce qui peut nous aider à comprendre la fonction de différentes parties du génome », a déclaré Accorsi.
Dans des expériences, les escargots dépourvus de copies fonctionnelles de PAX6 n’a pas réussi à développer des yeux, confirmant son rôle critique. L’étape suivante consiste à tester si PAX6 est également requis pour régénération des yeuxpas seulement le développement.
L’équipe d’Accorsi enquête également sur d’autres gènes spécifiques aux yeux, y compris ceux qui façonnent l’objectif et la rétine ou interagir avec PAX6 pendant la régénération.
« Si nous trouvons un ensemble de gènes qui sont importants pour la régénération oculaire, et ces gènes sont également présents chez les vertébrés, en théorie, nous pourrions les activer pour permettre la régénération oculaire chez l’homme », a-t-elle déclaré.
Étudier les contributeurs et le soutien
Cette recherche a été principalement menée au Stowers Institute for Medical Research, où Accorsi a terminé sa bourse postdoctorale avant de rejoindre UC Davis en 2024. Les co-auteurs incluent des chercheurs de l’UC Davis et des Stowers, avec un financement fourni par les Instituts médicaux de Howard Hughes, la Society for Developmental Biology, l’American Association for Anatomy et The Stowers Institute for Medical Research.
