Comment les tardigrades peuvent-ils faire avancer la médecine ?

Les tardigrades sont des animaux terrestres qui sont considérés par de nombreux scientifiques comme un espoir de nombreuses découvertes et avancées scientifiques. Ce sont de tout petits animaux, pourvus de 4 paires de pattes, parfois surnommés oursons d’eau. Ils mesurent entre 0,5 et 1mm et ont une espérance de vie de 1 à 3 ans selon les espèces. Ils vivent un peu partout sur notre planète de l'Himalaya au Sahara mais on les trouve en majorité dans des endroits où il y a de la mousse comme en forêt, les milieux humides et les milieux aquatiques. Ces petites bêtes mystérieuses sont célèbres pour leur capacité d’adaptation à de nombreux environnement et à leur résistance hors du commun.

    Nous verrons dans notre article comment l'étude de ces petits êtres vivants terrestres peut faire avancer la science. Nous décrirons dans un premier temps leurs incroyables capacités et leur façon de survivre dans des conditions extrêmes. Puis dans un second temps nous verrons les enseignements retenus par les scientifiques grâce à leur étude et les potentielles avancées scientifiques qui peuvent en résulter.

    Les tardigrades sont des espèces impressionnantes de par leur capacité à faire de tout endroit terrestre (et pas seulement) leur milieu de vie. En effet, nous avons pu en observer dans des milieux très différents, sur des chaînes de montagnes à plus de 6000m d’altitude et dans des eaux abyssales à 4000m sous la mer (avec une pression de 400 bar). Diverses expériences ont prouvé qu’il peuvent survivre du quasi zéro absolu à +151°C ; résister à une pression 6 fois supérieure à celle de la fosse des Mariannes (point le plus profond des océans) soit environ 6 000 bar ; affronter le vide spatial et supporter jusqu’à 570 000 rads, une dose qui tuerait presque tout le Vivant sur Terre. Il pourrait, comme sortis de la science-fiction, revenir à la vie après une congélation (cryobiose) de plusieurs dizaines d’années (des scientifiques ont ramené des tardigrades à un métabolisme normal, alors qu’ils étaient maintenus dans des congélateurs à -20°C depuis 30 ans).

    L'intérêt qu’on leur porte vient donc de leur adaptation à toutes conditions. Cette résistance vient du fait qu’ils peuvent modifier leur métabolisme en ayant recours à la cryptobiose. Celle-ci peut être comparée à une hibernation extrême. En effet, dans cet état, ils se recroquevillent, se vident de toute leur eau, la remplace par un sucre (le tréhalose) et ralentissent leur processus métabolique jusqu’à 0,01 % de leur activité normale. Il est à la limite d'être encore considéré comme vivant. La cryptobiose désigne un ralentissement de l’activité de l’organisme en général. Les tardigrades, véritables prodiges de la survie, sont capables d’effectuer plusieurs types de cryptobiose : l’anhydrobiose en cas de sécheresse, la cryobiose en cas de froid extrême, ou encore la chimiobiose pour se préserver de certains agents toxiques et l’anoxybiose en cas de manque d’oxygène. 

    Nous allons nous pencher sur une espèce en particulier, le Ramazzotuis Varieornatus. Ce dernier est une espèce de tardigrade qui résiste aux rayons X et aux UV, grâce à la protéine DSUP (de l’anglais Damage Supressor Protein). La protéine permet d’éviter la dégradation de l’ADN engendrée par ces rayonnements fortement énergétiques. Il se trouve d’ailleurs que cette molécule est compatible avec les cellules humaines. Elles peuvent réduire jusqu'à 40% l'impact destructeur des rayons X sur nos cellules. 

    Les scientifiques sont plutôt optimistes quant à ces découvertes, ils espèrent que cela pourra permettre de protéger les gens sous radiothérapie, mais également les personnes qui travaillent dans le nucléaire, ou même aider à faire pousser des plantes sur Mars ! Des recherches sont aujourd’hui menées pour étudier l’adaptabilité de cette protéine protectrice à nos cellules et les moyens pour l’introduire dans notre patrimoine génétique. On pourrait même rêver de cryogénisation, bien que les scientifiques soient moins convaincus à ce sujet. Cette espèce ne nous a sans doute pas encore tout révélé, et nous cache peut-être quelques tours de survie dans sa poche...

Blog écrit par Elias ROUSSEAU, Tom DESCAT et Honorin DUPAS 

Sources :
https://www.franceculture.fr/sciences/tardigrade-un-animal-extraordinaire-sur-la-lune
https://www.sciencesetavenir.fr/animaux/l-accouplement-des-tardigrades-comment-ca-se-passe_108667 (photo)
https://www.sciencesetavenir.fr/archeo-paleo/paleontologie/decouverte-rare-d-un-tardigrade-de-16-millions-d-annees-dans-un-morceau-d-ambre_158102 Découverte rare d'un tardigrade fossilisé il y a 16 millions d'années
https://www.pourquoidocteur.fr/Articles/Question-d-actu/17639-Rayons-X-les-secrets-du-tardigrade-utiles-pour-proteger-l-homme
(rayons X)
https://www.franceculture.fr/amp/sciences/cryptobiose-ces-organismes-capables-darreter-le-temps (cryptobiose) 
https://www.nature.com/articles/nature.2016.20648 (Rayons X et cellules humaines)
https://www.uniprot.org/uniprot/P0DOW4 (infos protéine DSUP)
https://www.aquaportail.com/definition-3266-cryptobiose.html (cryptobiose)
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/a_00518.html (protéine DSUP et cellules humaines)
documents annexes pour aller plus loin :
https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/stress-cellulaire_4108 (stress cellulaire), (en rapport avec les cellules et les rayons X)