En médecine régénérative, dans les cas de transplantation ou de greffe, le contrôle de l’innervation, c’est-à-dire l’intégration des nerfs naissants, reste une difficulté majeure. Ceci est particulièrement vrai pour les organes sensoriels, puisqu’ils doivent être reconnectés au cerveau pour communiquer des informations auditives, visuelles ou tactiles. Or, une récente étude, effectuée sur des têtards, semble indiquer qu’il serait possible d’utiliser un œil non connecté directement au cerveau…

Dans une précédente étude, D.J. Blackiston, K. Vien et M. Levin ont réussi à démontrer que des yeux greffés à l’extérieur de la tête d’un têtard pouvaient être sensibles à la lumière. Cependant, les tests visuels se sont révélés peu performants, dans la mesure où pour la plupart des greffes, l’innervation avait échoué. Afin de mieux comprendre les moyens d’améliorer celle-ci, les chercheurs du Centre de Découverte Allen à l’Université de Tufts (Etats-Unis) ont pris des yeux d’embryons de têtards Xenopus pour en greffer (un seul) sur la queue de têtards aveugles. A certains, ils ont administré du zolmitriptan, un médicament utilisé actuellement pour traiter les migraines et qui active les récepteurs de la sérotonine (associés au développement de neurones). Ensuite, diverses expériences ont été menées pour tester leur capacité à distinguer différentes couleurs et à suivre des modèles optiques.

Un premier test a consisté à placer des têtards dans une sorte de caisson (équipé de caméras de suivi de mouvement) où ils pouvaient nager. Celui-ci était scindé en plusieurs espaces éclairés soit en bleu soit en rouge. En associant cette dernière couleur à un léger choc électrique, les têtards ont été entrainés à préférer l’espace bleu. Les chercheurs ont constaté que 29% des têtards à qui ils avaient administré le médicament zolmitriptan sont parvenus à distinguer les couleurs rouge/bleu, tandis que seuls 11% des têtards avec des greffes de l’œil mais non traités ont réussi. A noter que 76% des têtards voyant ont également passé ce test avec succès.

Dans un autre test, les scientifiques ont placé des têtards dans une boîte de Petri (un récipient cylindrique transparent) posée sur un écran d’ordinateur sur lequel figuraient des groupes de triangles en rotation. Il s’agissait ainsi d’observer si les têtards étaient capables de former une image à partir de leur vision (suivre des formes). 80% des têtards avec une vision normale ont réussi l’expérience. Comme pour le test précédent, parmi les têtards aveugles avec greffes de l’œil, ceux qui étaient non traités se sont montrés moins performants (38%) que ceux traités avec du zolmitriptan (57%).

Ces résultats démontrent que l’œil greffé, sans qu’il soit connecté directement au cerveau a été en capacité de fournir des informations sensorielles. Selon D. Blackiston, cela suggère que : « le système nerveux central contient une remarquable capacité d'adaptation aux changements aussi bien dans la fonction que dans la connectivité ». Cette étude apporte une preuve nouvelle de l’incroyable plasticité du cerveau et de sa capacité à s’adapter à des changements du corps ; en l’occurrence ici un œil relié à la moelle épinière. De plus, elle indique que le zolmitriptan pourrait stimuler la croissance des connexions neuronales (chez les têtards tout du moins). De nouvelles études devront alors être menées pour tester son rôle dans des procédures régénératives impliquant des greffes d’organes.

Enfin, cette recherche suggère que des implants biomédicaux pourraient ne pas nécessiter systématiquement une connexion directe au cerveau, ce qui pourrait limiter les risques liés aux chirurgies cérébrales.