Des scientifiques provoquent le processus d'hibernation

Des scientifiques de l'Université d'Alaska à Fairbanks ont mis en place pour la première fois un protocole capable d'induire et d'achever à volonté le processus d'hibernation des animaux. Une avancée considérable qui, selon les chercheurs, pourrait avoir de nombreuses applications thérapeutiques pour les personnes victimes d'arrêt cardiaque.
L'hibernation désigne un état d'hypothermie régulée, enclenché par certains animaux pour survivre durant l'hiver. Le processus se caractérise par une forte réduction du métabolisme jusqu'à un certain seuil, appelé torpeur. A ce stade, la consommation d'oxygène peut chuter à près d'un pour cent du taux métabolique au repos et la température moyenne du corps peut atteindre une limite proche ou en dessous de zéro degré.
Avec de tels paramètres corporels, la fréquence cardiaque et la circulation sanguine subissent une forte baisse, similaire à celle d'une personne victime d'un arrêt cardiaque. Toutefois, contrairement à un accident vasculaire cérébral (AVC), l'hibernation n'induit aucun dommage sur le cerveau des animaux. "Comprendre les qualités neuroprotectrices des animaux hibernants peut conduire au développement d'un médicament ou une thérapie pour sauver la vie des gens après un AVC ou une crise cardiaque", explique à Science Daily Kelly Drew, chimiste à l'Institut de biologie arctique.
Avec ses collègues de l'Université d'Alaska, la scientifique est parvenue à mettre au point un protocole capable de provoquer et de suspendre à volonté le processus d'hibernation. Une grande première qui a fait l'objet d'une publication dans The Journal of Neuroscience. Leurs expériences se sont déroulées sur un groupe de spermophiles arctiques, des rongeurs de la famille des écureuils aux mœurs terrestres.
Les chercheurs ont ainsi découvert que ces animaux, tout comme l'être humain produisaient une molécule appelée l'adénosine ralentissant l'activité de ses cellules nerveuses. "L'enclenchement du processus d'hibernation d'un spermophile tout comme la sensation de somnolence chez l'être humain, est lié à la fixation de molécules d'adénosine sur des récepteurs du cerveau", indique Tulasi Jinka, un des auteurs de l'étude.
Pendant la saison d'hibernation, le corps de ces rongeurs produit une énorme quantité d'adénosine, déclenchant une forme beaucoup plus intense de sommeil. A la lumière de cette découverte, les scientifiques ont créé une forme artificielle de l'adénosine et de la caféine, connue pour son effet contraire. "Une molécule de caféine est assez semblable à la structure à l'adénosine qui le lie à des récepteurs et suspend ou recule l'apparition de la somnolence", souligne Tulasi Jinka.
Afin de valider leur découverte, les chercheurs ont testé leurs molécules à trois reprises pendant un an sur le groupe de spermophiles. Le premier essai a eu lieu durant l'été, tandis que les deuxième et troisième ont été effectués respectivement au début et au milieu de la saison d'hibernation.
Les résultats un peu mitigés, révèlent que s'il est possible d'induire et achever la torpeur des animaux, ce succès est en partie dépendant de la saison. Les scientifiques sont en effet parvenus à induire la torpeur dans cent pour cent des cas quand les tests ont été effectués en milieu d'hibernation, mais seulement dans un tiers des cas en début d'hibernation.
Les scientifiques s'attellent désormais à comprendre comment la saison influe sur la susceptibilité de l'animal à l'adénosine. Par ailleurs, l'expérimentation devrait également être appliquée à des rats dont la physiologie est plus proche de celle des êtres humains. "Les rats nous permettront d'approcher d'éventuelles applications de cette recherche aux humains", conclut Tulasi Jinka.