Un recyclage du carbone
Matthew Regan et son équipe se sont intéressés au cas particulier de l’écureuil terrestre – pas celui dont la présence est imposante dans les parcs montréalais, mais bien celui qui appartient à la famille des marmottes.
Ils ont observé un mécanisme étonnant chez cet animal hibernant: une interaction entre la bête et ses microbes intestinaux dans laquelle est récupéré le carbone présent dans l’urée, un déchet métabolique habituellement éliminé dans l’urine.
Dans ce cas-ci, au lieu d’être envoyée vers la vessie, l’urée est redirigée vers l’intestin. Là, des bactéries dotées d’enzymes absentes chez les vertébrés la décomposent et l’utilisent pour fabriquer de nouvelles biomolécules essentielles à la survie.
Une méthodologie songée
Pour arriver à cette découverte, l’équipe a injecté aux écureuils terrestres de l’urée contenant du carbone 13, un isotope très peu présent naturellement dans l’organisme qui peut donc être facilement suivi dans le corps de l’animal.
«Nous avons constaté que le carbone a été récupéré de l’urée par les microbes intestinaux, qui s’en sont ensuite servi pour fabriquer une biomolécule particulièrement utile, l’acétate. Puis celle-ci a été absorbée et utilisée par l’écureuil pendant son hibernation. Et lorsque nous avons éliminé les bactéries intestinales à l’aide d’antibiotiques, le recyclage du carbone s’est arrêté net», indique Matthew Regan.
Préalablement, l’équipe avait fait la lumière sur un procédé similaire pour l’azote, un autre élément vital également coupé pendant l’hibernation et qui est essentiel à la production de protéines. Aussi présent dans l’urée, l’azote est réabsorbé dans l’organisme et peut ensuite continuer de fabriquer de nouvelles protéines et, ainsi, assurer la survie et la préservation des muscles.
Transposable chez l’humain…
Pour Matthew Regan, cette compréhension approfondie de la récupération du carbone et de l’azote de l’urée pourrait servir à l’humain. Le professeur rappelle que le recyclage de l’azote uréique est bien connu chez les ruminants comme les vaches ou les chameaux. Leur système digestif est adapté à cette collaboration intime avec les microbes.
«Chez les humains, le phénomène existe aussi, du moins en théorie. Des études menées dans les années 1990 montrent que nous possédons les microbes et “l’infrastructure biologique” nécessaire comme des transporteurs cellulaires, des enzymes et des voies métaboliques. Mais nous sommes beaucoup moins efficaces que les animaux hibernants», souligne-t-il.
Le chercheur ajoute que les écureuils terrestres augmentent progressivement leur capacité de recyclage au fil de l’hibernation, atteignant un maximum juste avant le réveil printanier. Leur physiologie se transforme donc pour optimiser ce recyclage vital.
… dans l’espace?
Chez l’humain, poursuit Matthew Regan, la diminution de la masse et de la force musculaires – un phénomène appelé sarcopénie – commence dès 30 ou 40 ans. Elle peut aussi être exacerbée par la malnutrition, une mauvaise balance protéique, certaines maladies et, le cas applicable, les voyages spatiaux.
Dans l’espace, les muscles fondent rapidement. Les astronautes doivent s’entraîner plusieurs heures par jour pour limiter les dégâts. Mais encore là, la récupération peut être longue.
«Les animaux hibernants, eux, ont évolué pour résister presque totalement à l’atrophie musculaire. Comprendre comment ils recyclent efficacement l’azote pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour préserver la masse musculaire chez l’humain sur Terre comme dans l’espace», estime le chercheur.
Un rappel que, parfois, survivre ne consiste pas à trouver plus de nourriture, mais à mieux recycler ce qu’on possède déjà.
