Quel est le secret de la grenouille de verre qui pourrait aider les personnes ayant des problèmes de coagulation ?

Ce grenouilles de verre représentent l’un des phénomènes naturels les plus frappants, leurs corps sont transparent, une caractéristique qui leur permet de dormir sur des feuilles vertes pendant la journée. De cette façon, le camouflage Cela les aide à éviter d’être attaqués par leurs prédateurs.

Une équipe de scientifiques de différentes institutions aux États-Unis, dont Carlos Taboada d’Argentine, a découvert le mécanisme par lequel ces grenouilles de verre deviennent transparentes. Un aperçu qui pourrait aider au développement de quelque chose de mieux médicaments anticoagulants et médicaments pour les maladies cardiovasculaires.

Lorsqu’elles se reposent, les grenouilles qu’elles ont étudiées retirent leurs globules rouges du système circulatoire et les cachent dans le foie. Ils l’ont montré à travers une étude impliquant une collaboration entre des biologistes et des ingénieurs biomédicaux. fait publié dans le magazine aujourd’hui Science.

On sait que de nombreux animaux vivent dans la mer et peuvent changer la couleur de leur peau ou devenir complètement transparents. Mais les grenouilles de verre sont l’un des rares vertébrés qui habitent les écosystèmes terrestres qui peuvent être transparents, une bizarrerie qui en a fait un sujet d’étude.

Leurs populations vivent au Belize, en Colombie, au Costa Rica, en Équateur, au Salvador, au Guatemala, en Guyane, au Honduras, au Mexique, au Nicaragua, au Panama, au Suriname et au Venezuela.

La grenouille de verre ne mesure que quelques centimètres de long et est nocturne. Pendant la journée, elle est un maître du camouflage. “Quand ils se reposent, leurs muscles et leur peau deviennent transparents, et les seules choses qui sont visibles sont leurs os, leurs yeux et leurs organes internes”, a expliqué le Dr. Taboada, boursier postdoctoral à l’Université Duke et récemment nommé professeur de biochimie évolutive à l’Université Vanderbilt. , États-Unis qui a été interviewé par infobabe.

“Ces grenouilles dorment sur la face inférieure de grandes feuilles et, si elles sont transparentes, elles peuvent parfaitement correspondre aux couleurs de la végétation”, a-t-il déclaré.

La transparence n’est pas facile. Les organismes ont les globules rouges du système circulatoire. Ces perles absorbent la lumière verte, qui est la couleur de la lumière souvent réfléchie par les plantes et autres types de végétation.

À leur tour, ces cellules riches en oxygène réfléchissent la lumière rouge, ce qui rend le sang et, par extension, le système circulatoire, faciles à voir, en particulier sur une feuille vert vif.

Taboada a commencé ses recherches sur les grenouilles alors qu’il faisait son doctorat en Argentine. Il a étudié les espèces avec fluorescence. Il s’est ensuite tourné vers les grenouilles de verre en tant que chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Sönke Johnsen, professeur de biologie à Duke spécialisé dans l’étude de la transparence. Il a travaillé avec son collègue et ami Jesse Delia, qui a parcouru le monde à la recherche de diverses espèces de grenouilles de verre.

Ils ont observé qu’une fois les grenouilles devenues transparentes, les globules rouges semblaient disparaître du sang circulant. Ils ont effectué des tests d’imagerie supplémentaires sur les animaux et utilisé des modèles optiques pour montrer que les animaux atteignaient la transparence en éjectant des globules rouges de leurs vaisseaux.

Taboada a émis l’hypothèse que les cellules étaient stockées dans l’un des organes internes de la grenouille, qui étaient enfermés dans une membrane réfléchissante. Pour enquêter sur la question, ils ont demandé l’aide de biologistes et d’ingénieurs biomédicaux non seulement de Duke, mais également du Musée américain d’histoire naturelle, de l’Université de Stanford et de l’Université de Californie du Sud.

“Que ces grenouilles soient éveillées, stressées ou anesthésiées, leur système circulatoire est plein de globules rouges et elles sont opaques”, a expliqué Delia, aujourd’hui stagiaire postdoctorale au Musée américain d’histoire naturelle.

“La seule façon d’étudier la transparence est de savoir si ces animaux dorment bien, ce qui est difficile dans un laboratoire de recherche. On s’est cogné la tête contre le mur et on a cherché une solution”, se souvient-il.

Mais Taboada avait découvert une technologie d’imagerie appelée microscopie photoacoustique en étudiant la biliverdine, le composé qui donne à certaines espèces de grenouilles leur couleur verte distinctive.

Cette technologie consiste à projeter un faisceau de lumière laser sûr sur le tissu, qui est absorbé par les molécules et transformé en ondes ultrasonores. Ces ondes sonores sont ensuite utilisées pour obtenir des images biomédicales détaillées des molécules. Il s’agit d’un outil non invasif, silencieux et sensible disponible auprès de Duke.

“La microscopie photoacoustique est l’outil idéal pour l’imagerie non invasive des globules rouges car elle élimine le besoin d’injecter des agents de contraste, ce qui serait très difficile pour ces grenouilles”, a expliqué Junjie Yao, professeur agrégé Duke de génie biomédical et co-auteur. .

“Les globules rouges eux-mêmes fournissent le contraste car différents types de cellules absorbent et réfléchissent différentes longueurs d’onde de lumière. Nous avons pu optimiser nos systèmes d’imagerie pour rechercher spécifiquement les globules rouges et savoir combien d’oxygène circulait dans le corps des grenouilles.”

Voici comment ils ont fait l’expérience : ils ont placé des grenouilles de verre à l’envers dans une boîte de Pétri, comme si elles étaient allongées sur une feuille. Ils étaient éclairés par un laser vert. Les globules rouges du corps de la grenouille ont absorbé la lumière verte et émis des ondes ultrasonores, qui ont été captées par un capteur acoustique pour suivre sa localisation avec une résolution spatiale et une sensibilité élevées.

Les résultats ont été étonnamment clairs : lorsque les grenouilles dormaient, elles éliminaient près de 90 % de leurs globules rouges circulants et les stockaient dans leur foie. Lors de tests ultérieurs, l’équipe a également observé que les globules rouges quittaient le foie et circulaient lorsque les grenouilles étaient actives, puis se regroupaient dans le foie lorsqu’elles se rétablissaient.

La principale découverte est que lorsque les grenouilles de verre veulent être transparentes, elles “filtrent presque tous les globules rouges de leur sang et les cachent dans un foie en miroir, évitant d’une manière ou d’une autre de créer un caillot de sang géant dans le processus”, a expliqué Through a déclaration à Johnsen, qui n’est pas seulement un scientifique mais aussi un photographe et un plongeur et a publié plusieurs articles sur la transparence chez les animaux.

“Chaque fois que les grenouilles doivent redevenir actives, elles libèrent les cellules dans la circulation sanguine et leur donnent la capacité métabolique de se déplacer”, a-t-il souligné. Après ce que Taboada a dit infobaeIls étudient actuellement si d’autres espèces de grenouilles transparentes ont le même mécanisme pour cacher les globules rouges dans leur foie.

Le mécanisme identifié soulève maintenant d’autres questions sur la façon dont les grenouilles peuvent stocker en toute sécurité la quasi-totalité de leurs globules rouges dans leur foie sans s’agglutiner ni endommager leurs tissus périphériques. Une prochaine étape possible pourrait être d’étudier ce mécanisme et comment il pourrait un jour être appliqué aux problèmes vasculaires qui peuvent survenir chez l’homme.

Chez la plupart des vertébrés, l’accumulation de globules rouges peut provoquer des caillots sanguins potentiellement dangereux dans les veines et les artères. Cependant, les grenouilles de verre ne souffrent pas de thrombose en faisant coaguler les cellules sanguines dans le foie. « Si elles ont une blessure, les grenouilles peuvent coaguler. Par conséquent, ils développent une coagulation sélective. Nous cherchons plus de réponses pour comprendre comment ils y parviennent”, a déclaré Taboada. infobae. Par conséquent, une meilleure compréhension du phénomène pourrait aider à développer de meilleurs traitements pour les patients ayant des problèmes de coagulation.

“Il s’agit de la première d’une série d’études documentant la physiologie de la transparence des vertébrés, et nous espérons qu’elle stimulera le travail biomédical pour traduire la physiologie extrême de ces grenouilles en nouvelles cibles pour la santé humaine et la médecine”, a déclaré Delia.

Les travaux ont montré que les grenouilles de verre peuvent être un modèle utile pour la recherche, en particulier lorsqu’elles sont associées à une imagerie photoacoustique de pointe. “Nous pouvons en savoir plus sur la physiologie et le comportement de la grenouille de verre, ou nous pouvons utiliser ces modèles pour optimiser les outils d’imagerie pour le génie biomédical”, a déclaré Delia.

Le travail a été soutenu par une subvention de la National Geographic Society, la bourse postdoctorale du Human Frontier Science Program, la bourse Gerstner Scholars de la Gerstner Family Foundation et la Richard Gilder Graduate School de l’American Museum of Natural History. Les chercheurs ont reçu des subventions de l’Université de Stanford et de l’Université Duke, des subventions des National Institutes of Health, le prix CAREER de la National Science Foundation, entre autres.

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