Pour la première fois, les nématodes d'organismes multicellulaires dormants ont été réanimés après avoir été enfouis dans des dépôts de pergélisol pendant des milliers d'années.
Une équipe de chercheurs russes a fait une découverte fascinante : des nématodes (vers ronds) anciens, emprisonnés dans le pergélisol sibérien il y a environ 42 000 ans et restés congelés depuis, ont repris vie. Ils vivaient à la fin du Pléistocène, durant la période glaciaire, et étaient restés gelés depuis. Le pergélisol est un sol dont la température reste égale ou inférieure à zéro degré Celsius (point de congélation de l’eau) pendant au moins deux ans. Ce type de pergélisol se situe principalement en haute altitude, notamment dans les régions arctiques et antarctiques . Dans le cadre de cette étude, des échantillons de pergélisol ont été prélevés dans le sol glacé de la Yakoutie, région du nord-est de la Russie, la plus froide du pays. Deux nématodes femelles ont été réanimées à partir d’un gros bloc de glace qui contenait environ 300 individus. L'un des deux vers, daté au carbone 14, aurait environ 32 000 ans et provient d'un échantillon de sol prélevé dans un terrier d'écureuil à 30 mètres de profondeur dans le pergélisol. L'autre, âgé d'environ 47 000 ans, a été découvert enfoui dans un dépôt glaciaire à seulement 3,35 mètres sous la surface, près de la rivière Alazeya. Les sédiments du pergélisol renferment une variété d'organismes unicellulaires – comme plusieurs bactéries , des algues vertes, des levures, des amibes et des mousses – qui survivent pendant des milliers d'années en cryptobiose. La cryptobiose est un état métabolique dans lequel entre un organisme pour faire face à des conditions environnementales hostiles telles que la déshydratation, le gel et le manque d'oxygène. Ces organismes unicellulaires sont capables de se développer à nouveau après une longue période de cryoconservation naturelle . La cryoconservation est un procédé qui permet de préserver et de maintenir les organites, les cellules et les tissus vivants en les refroidissant à des températures cryogéniques extrêmement basses. Ce procédé préserve la fine structure interne des cellules, ce qui permet une meilleure survie et le maintien de leur fonctionnalité.
L'étude publiée dans Doklady Biological Sciences démontre pour la toute première fois la capacité d'un organisme multicellulaire comme un ver à entrer en cryptobiose et à se maintenir congelé dans le pergélisol arctique. Les échantillons ont été isolés et conservés en laboratoire à environ -20 °C. Ils ont ensuite été décongelés et réchauffés à environ 20 °C dans des boîtes de Petri contenant un milieu de culture enrichi pour stimuler leur croissance. Après plusieurs semaines, deux nématodes se sont réveillés de leur hibernation et ont commencé à manifester des signes de vie, comme des mouvements normaux et même la recherche de nourriture. Ce phénomène pourrait être attribué à un mécanisme d'adaptation de ces nématodes. Ce couple de vers pourrait être considéré comme le plus vieil organisme vivant sur Terre, leur âge moyen étant de 42 000 ans !
L'étude démontre clairement la capacité des organismes multicellulaires à survivre à la cryptobiose à long terme dans des conditions de cryoconservation naturelle. Un autre facteur unique est que, pour la première fois, cette hypothèse a été prouvée sur une échelle de temps record, car toutes les études précédentes ont montré que les nématodes pouvaient survivre dans des environnements extrêmes comme des températures glaciales pendant au moins 25 ans. Il existe une forte possibilité que d'autres organismes multicellulaires, y compris les humains, puissent également survivre à la conservation cryogénique.
Bien qu'il soit maintenant une pratique courante de « congeler » ses ovules, ou son sperme par exemple, pour avoir des enfants même lorsque l'on devient infertile. Cependant, les cellules souches et autres tissus très utiles pour mener des recherches ne peuvent pas être préservés par ce processus. Ainsi, une cryoconservation réussie de différents échantillons biologiques serait essentielle pour toute future application clinique ou essais humains. Cette technologie a été renforcée au cours des dernières décennies grâce à l'utilisation d'agents cryoprotecteurs supérieurs (qui protègent les tissus biologiques des dommages causés par le gel) et d'une meilleure température. Une meilleure compréhension des processus de congélation et de décongélation peut faire progresser notre compréhension de la cryoconservation. La congélation cryogénique reste un sujet controversé et se rapproche davantage de la science-fiction. Toute discussion selon laquelle un organisme est « endormi » pendant des milliers d'années puis revient à la vie est déconcertante et surréaliste. En regardant cette étude, il semble que cela puisse être un processus réel et naturel, du moins pour les vers. Si aucun dommage physique n'est causé à l'organisme et que son intégrité est maintenue dans un environnement gelé, la décongélation devrait être possible. Il y a environ deux décennies, le même groupe de chercheurs avait extrait des spores et les avait ramenées à la vie d'une bactérie unicellulaire enfouie dans des cristaux de sel vieux de 250 millions d'années. Cependant, le travail est toujours en cours et nécessite plus de preuves. Un tel mécanisme adaptatif utilisé par les vers, par exemple, peut être d'une importance scientifique pour les domaines de la cryomédecine et de la cryobiologie.
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Sources)
Shatilovich AV et al. 2018. Nématodes viables du pergélisol du Pléistocène supérieur de la plaine alluviale de la Kolyma. Doklady Biological Sciences , 480(1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
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