Le grand mystère du corps : Comment nos cellules savent-elles où aller et quoi devenir ?

Chacun de nous a commencé sa vie comme un tout petit groupe de cellules. Au début, elles pouvaient devenir n’importe quoi : un morceau de cerveau, un os, une partie du foie. Mais alors, comment une cellule sait-elle ce qu’elle doit devenir en fonction de sa place dans le corps ? C’est une question fondamentale.

Pensez à notre société. Nous passons des années à nous spécialiser dans un domaine. On admire les génies comme Léonard de Vinci, capables d’exceller dans tout, mais si tout le monde essayait de faire ça, ce serait le chaos. Eh bien, notre corps, c’est un peu comme une civilisation de 30 000 milliards de cellules. Il a fallu des milliards d’années pour que la vie apprenne à s’organiser de manière si complexe. Alors, quel est le secret de cette organisation parfaite ?

La réponse, ou du moins une grande partie, se trouve dans des molécules appelées morphogènes. Imaginez-les comme des sortes de signaux GPS pour les cellules. Ces molécules créent des gradients, c’est-à-dire des zones où leur concentration est plus ou moins forte.

L’ADN de chaque cellule est programmé pour réagir à la quantité de morphogènes qu’elle détecte, mais aussi à la direction d’où ils viennent. Quand les conditions sont bonnes, ces signaux déclenchent l’expression de certains gènes. Et hop ! La cellule se met en route pour devenir exactement ce dont le corps a besoin à cet endroit précis, que ce soit une cellule de rein ou de foie.

Pour certaines cellules, une information approximative suffit. Mais pour d’autres, c’est une tout autre histoire. Le professeur Arthur Lander de l’Université de Californie, Irvine, explique que si le corps est blessé, les cellules doivent savoir très précisément où elles se trouvent par rapport à la blessure pour pouvoir la réparer correctement.

Cela signifie que les morphogènes doivent être produits, mais aussi détruits en continu, pour que le signal reste clair. C’est un équilibre délicat. Pour éviter les erreurs de lecture, certaines cellules ont une astuce : elles dégradent elles-mêmes les morphogènes qu’elles reçoivent. C’est un peu comme demander un deuxième avis. En détruisant les signaux autour d’elle, la cellule attend qu’un signal plus net arrive directement de la source. Un système ingénieux, même s’il peut temporairement brouiller les pistes pour les voisines.

Le terme « morphogène » a été inventé par le célèbre Alan Turing, oui, le même qui a déchiffré Enigma. Il avait prédit que des motifs complexes, comme les taches d’un léopard, pouvaient naître de l’interaction de seulement deux de ces molécules. L’une qui active, l’autre qui inhibe. Une idée brillante, mais qui n’a été prouvée qu’en 2014, soixante ans après sa mort.

Malgré cette théorie ancienne, le premier morphogène n’a été identifié qu’en 1980, chez la mouche du vinaigre. Cette découverte a d’ailleurs valu à Christiane Nüsslein-Volhard le prix Nobel de médecine en 1995. Il a fallu attendre encore un peu pour identifier ceux qui sont à l’œuvre chez l’humain.

Pour construire un corps aussi complexe que le nôtre, il faut évidemment toute une panoplie de morphogènes. Le premier à entrer en scène est l’acide rétinoïque. C’est lui qui définit l’axe tête-pied de l’embryon, indiquant à chaque cellule où elle se situe. Une fois cette base établie, il passe le relais à d’autres, comme la protéine sonic hedgehog (oui, comme le jeu vidéo !), qui s’occupe de l’organisation du système nerveux et des membres.

On connaît aussi au moins 13 protéines morphogénétiques osseuses, qui, comme leur nom l’indique, sont cruciales pour la construction des os et du cartilage. Et la liste est encore loin d’être complète, on en découvre encore aujourd’hui ! Beaucoup de cellules, surtout dans le cerveau, répondent d’ailleurs à plusieurs gradients de morphogènes en même temps. C’est un dialogue permanent.

Même avec ce système sophistiqué, les erreurs arrivent. Parfois, des cellules se perdent et forment des choses étranges comme des tératomes, des tumeurs contenant des dents ou des cheveux là où il ne devrait pas y en avoir. C’est la preuve que le système n’est pas infaillible. Mais le corps a des garde-fous. Les cellules communiquent entre elles et peuvent comparer différents signaux pour détecter une anomalie.

Et ce n’est probablement pas tout. Les chercheurs pensent que les cellules pourraient aussi utiliser des champs électriques ou des signaux mécaniques pour s’orienter. Le mystère de cette intelligence collective est loin d’être entièrement résolu, mais chaque découverte nous montre à quel point le vivant est une machine d’une complexité et d’une élégance… eh bien, à couper le souffle, tout simplement.