Les grenouilles de verre « cachent » du sang dans leur foie pendant leur sommeil
La grenouille de verre (Hyalinobatrachium fleischmanni) est une espèce qui vit dans les forêts tropicales du sud du Mexique à l’Équateur. Il a des tissus transparents et une peau translucide, des adaptations qu’il utilise comme camouflage contre d’éventuels prédateurs pendant qu’il dort pendant la journée sur des feuilles vertes.
Pour de nombreux vertébrés, en particulier terrestres, atteindre le niveau de transparence de cette espèce d’amphibien est un défi, car la multitude de globules rouges qui circulent continuellement dans le corps assombrissent et opacifient même les tissus les plus transparents. (lire: Les médecins enregistrent un groupe de vers microscopiques « dansant » dans le scrotum d’un homme)
Maintenant, le biologiste argentin Carlos Taboadade l’Université Duke aux États-Unis, avec d’autres collègues du pays nord-américain, a étudié comment les grenouilles de verre surmontent cette barrière physiologique.
Grâce à des photographies calibrées pour mesurer sa transparence et imagerie photoacoustique Pour suivre le mouvement des globules rouges dans les spécimens vivants, les chercheurs ont découvert que les grenouilles de verre deviennent entre 34% et 61% plus transparentes, en moyenne, pendant leur sommeil. L’étude fait la couverture du magazine Science. (Lire aussi : Les incroyables événements scientifiques que le monde verra en 2023)
Selon les auteurs, cette transparence exceptionnelle est obtenue en retirant de la circulation environ 89 % de leur globules rouges et les « cacher » dans le le foie pendant le sommeil, sans effets vasculaires ou métaboliques néfastes pour cette grenouille.
Cependant, Taboada fait remarquer au SINC que peut-être son métabolisme est affectée : « Normalement, les vertébrés ont besoin d’un bon apport en oxygène pour répondre à nos besoins métaboliques. Chaque tissu de notre corps en a besoin. D’une certaine manière, les grenouilles de verre doivent réduire leur métabolisme oxydatif, et l’une des façons d’y parvenir est de rester complètement immobile pendant des heures et des heures pendant la journée. »
« Nous savons qu’il y a une relation avec le cycle circadien de ces grenouilles », ajoute-t-il. Lorsqu’elles dorment le jour, les grenouilles de verre restent immobiles dans la végétation où elles ralentissent leur métabolisme et se camouflent. » Plus tard, lorsqu’ils se réveillent et s’activent, le nombre de globules rouges circulants augmente considérablement, ainsi que leur opacité.
« Les grenouilles se réveillent la nuit et leur métabolisme augmente lorsqu’elles se déplacent pour chasser les insectes, vocaliser, s’accoupler, etc. Dans ces cas, ils ont besoin d’un plus grand apport d’oxygène, et le moyen d’y parvenir est de mobiliser davantage de globules rouges », explique le biologiste, et de commenter : « En ce moment, nous étudions certaines des mécanismes biochimiques et physiologiques qui régulent la séquestration et le « conditionnement » des globules rouges dans le foie et j’espère que nous aurons bientôt plus de données. » (lire: Cette intelligence artificielle pourrait être le premier pas vers un GPS sur la lune)
Implications dans la coagulation du sang
Chez la plupart des vertébrés, une concentration locale de globules rouges aussi élevée que celle accumulée par la grenouille de verre provoque généralement processus de coagulationPar conséquent, les nouvelles découvertes pourraient aider à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la prévention de ces pathologies vasculaires et d’autres chez l’homme.
« Les organismes vivants que nous connaissons sont le résultat de millions d’années d’évolution, ce qui implique des changements physiologiques et des nouveautés qui peuvent offrir des réponses biochimiques que d’autres organismes comme les humains n’ont pas », souligne Taboada.
« L’un des aspects que nous étudions – poursuit-il – est la façon dont les grenouilles de verre parviennent à avoir des processus de coagulation normaux face aux blessures, mais en même temps, elles ne génèrent pas de caillots pathologiques en arrêtant complètement le flux sanguin et en comprimant près de 90 % de leurs cellules sanguines rouges dans un très petit volume.
« Nous étudions ces mécanismes d’anticoagulation local, ce qui est très difficile à réaliser chez l’homme avec les traitements conventionnels, et de nombreux champs de recherche s’ouvrent, par exemple dans le domaine de la thrombose », avance le biologiste. (lire: En deux décennies, les microplastiques retrouvés au fond de la mer ont triplé)
Bien que des points restent à éclaircir, par exemple si ces grenouilles peuvent contrôler les modifications de la circulation des globules rouges en présence d’un prédateur, les résultats de l’étude permettent de mieux comprendre une adaptation unique chez les vertébrésen plus de servir à mieux comprendre le flux sanguin et à développer de nouveaux anticoagulants ou d’autres médicaments cardiovasculaires.
Caméra, photoacoustique et action
L’auteur principal de l’étude, Carlos Taboada, explique comment ils l’ont fait : « Nous avons utilisé une combinaison de techniques qui comprenait tout, des photographies calibrées, divers dispositifs optiques tels que les sphères d’intégration – qui sont des sphères dont l’intérieur est recouvert d’un matériau hautement réfléchissant et nous permet de capturer la lumière qui traverse les grenouilles – et des spectromètres pour mesurer les propriétés de cette lumière.
« Nous utilisons aussi la microscopie photoacoustique – poursuit-il –, qui est une technique qui utilise la lumière et le son. Essentiellement, nous utilisons un ou plusieurs lasers colorés spécifiques pour détecter les globules rouges, en profitant de leurs propriétés naturelles d’absorption de la lumière – qui les rendent rouges, soit dit en passant. Lorsque ces cellules absorbent la lumière, une partie de celle-ci émerge sous forme d’ultrasons que nous pouvons détecter et, par conséquent, cartographier au point exact dans les tissus où se trouvaient les globules rouges qui ont absorbé la lumière. Grâce à cette technique non invasive, nous avons pu suivre leur localisation dans le foie pendant que les grenouilles dormaient pendant la journée. »
