La vie et la mort sont traditionnellement considérées comme opposées. Mais l’émergence de nouvelles formes de vie multicellulaires à partir des cellules d’un organisme mort introduit une « État tiers« qui se situe au-delà des frontières traditionnelles de la vie et de la mort.
Habituellement, les scientifiques considèrent la mort comme la arrêt irréversible du fonctionnement d’un organisme dans son ensemble. Cependant, des pratiques telles que le don d’organes mettent en évidence la façon dont les organes, les tissus et les cellules peuvent continuer à fonctionner même après la disparition d’un organisme. Cette résilience soulève la question : quels mécanismes permettent à certains cellules continuer à travailler après la mort d’un organisme ?
Nous sommes des chercheurs qui enquêter sur ce qui se passe à l’intérieur organismes après leur mort. Dans notre revue récemment publiéenous décrivons comment certaines cellules — lorsqu’elles reçoivent des nutriments, de l’oxygène, de la bioélectricité ou des signaux biochimiques — ont la capacité de se transformer en organismes multicellulaires avec de nouvelles fonctions après la mort.
La vie, la mort et l’émergence de quelque chose de nouveau
Le troisième état remet en question la façon dont les scientifiques comprennent généralement le comportement cellulaire. Alors que les chenilles se métamorphosent en papillonsou des têtards évoluant en grenouillespeuvent être des transformations développementales familières, il existe peu de cas où les organismes changent d’une manière qui n’est pas prédéterminée. Les tumeurs, organoïdes et des lignées cellulaires qui peuvent se diviser indéfiniment dans une boîte de Petri, comme Cellules HeLane sont pas considérés comme faisant partie du troisième État car ils ne développent pas de nouvelles fonctions.
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Les xénobots sont également capables d’effectuer auto-réplication cinématiquece qui signifie qu’ils peuvent reproduire physiquement leur structure et leur fonction sans se développer. Cela diffère des processus de réplication plus courants qui impliquent une croissance à l’intérieur ou sur le corps de l’organisme.
Les chercheurs ont également découvert que les cellules pulmonaires humaines solitaires peuvent s’auto-assembler en organismes multicellulaires miniatures capables de se déplacer. Ces anthropobots Ils se comportent et se structurent de manière nouvelle. Ils sont non seulement capables de s’orienter dans leur environnement, mais aussi de se réparer eux-mêmes et de réparer les cellules neuronales blessées situées à proximité.
Prises ensemble, ces découvertes démontrent la plasticité inhérente des systèmes cellulaires et remettent en cause l’idée selon laquelle les cellules et les organismes ne peuvent évoluer que de manière prédéterminée. Le troisième point suggère que la mort de l’organisme pourrait jouer un rôle important dans la façon dont la vie se transforme au fil du temps.
Conditions post-mortem
Plusieurs facteurs influencent si certaines cellules et certains tissus peuvent survivre et fonctionner après la mort d’un organisme. Ces facteurs incluent les conditions environnementales, l’activité métabolique et les techniques de conservation.
Différents types de cellules ont des durées de survie variables. Par exemple, chez l’homme, globules blancs meurent entre 60 et 86 heures après la mort de l’organisme. Chez la souris, cellules musculaires squelettiques peuvent repousser après 14 jours post-mortem, tandis que les cellules fibroblastes de mouton et chèvres peut être cultivé jusqu’à environ un mois post-mortem.
L’activité métabolique joue un rôle important dans la capacité des cellules à continuer de survivre et de fonctionner. Cellules actives Les cellules qui nécessitent un apport énergétique continu et substantiel pour maintenir leur fonction sont plus difficiles à cultiver que les cellules ayant des besoins énergétiques plus faibles. Techniques de conservation comme la cryoconservation peut permettre aux échantillons de tissus tels que la moelle osseuse de fonctionner de manière similaire à ceux des sources de donneurs vivants.
Des facteurs tels que l’âge, la santé, le sexe et le type d’espèce façonnent également le paysage post-mortem. Cela se voit dans le défi de la culture et de la transplantation cellules insulaires métaboliquement activesqui produisent l’insuline dans le pancréas, du donneur au receveur. Les chercheurs pensent que les processus auto-immuns, les coûts énergétiques élevés et la dégradation des mécanismes de protection pourraient être à l’origine de nombreux échecs de transplantation d’îlots.
On ne sait pas encore très bien comment l’interaction de ces variables permet à certaines cellules de continuer à fonctionner après la mort d’un organisme. Une hypothèse est que des canaux et des pompes spécialisés intégrés dans les membranes externes des cellules servent de circuits électriques complexesCes canaux et pompes génèrent des signaux électriques qui permettent aux cellules de communiquer entre elles et d’exécuter des fonctions spécifiques telles que la croissance et le mouvement, façonnant la structure de l’organisme qu’elles forment.
On ne sait pas non plus dans quelle mesure les différents types de cellules peuvent subir une transformation après la mort. Des recherches antérieures ont montré que des gènes spécifiques impliqués dans le stress, l’immunité et régulation épigénétique sont activés après la mort dans souris, poisson zèbre et les genssuggérant un potentiel de transformation étendu parmi divers types de cellules.
Implications pour la biologie et la médecine
Le troisième état n’offre pas seulement de nouvelles perspectives sur l’adaptabilité des cellules. Il ouvre également des perspectives pour de nouveaux traitements.
Par exemple, les anthropobots pourraient être trouvés Les anthropobots, issus de tissus vivants, peuvent être injectés dans le corps pour administrer des médicaments sans déclencher de réponse immunitaire indésirable. Des anthropobots artificiels injectés dans le corps pourraient potentiellement dissoudre la plaque artérielle chez les patients atteints d’athérosclérose et éliminer l’excès de mucus chez les patients atteints de fibrose kystique.
Il est important de noter que ces organismes multicellulaires ont une durée de vie limitée et se dégradent naturellement après quatre à six semainesCe « kill switch » empêche la croissance de cellules potentiellement invasives.
Une meilleure compréhension de la manière dont certaines cellules continuent de fonctionner et de se métamorphoser en entités multicellulaires quelque temps après la disparition d’un organisme est prometteuse pour faire progresser la médecine personnalisée et préventive.
Cet article édité est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.
