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29-03-2018

Alors que l’on croyait les défunts dénués de toute forme de vie, voilà que de curieux mécanismes biologiques se mettent en branle plusieurs heures après l’ultime souffle. La mort serait-elle vraiment le dernier acte ?  

Fabrice Chrétien a cherché des sources de cellules souches partout : autant dans le tissu musculaire que dans le sang de cordon ombilical. Chaque fois, la quantité extraite était décevante aux yeux de ce pathologiste qui consacre ses recherches à la thérapie cellulaire. Son dernier espoir : les cadavres. Le premier mort à se retrouver dans son laboratoire de l’Institut Pasteur, en France, avait rendu l’âme quatre jours auparavant. Le processus de décomposition était déjà entamé et le cadavre ne montrait, en toute logique, aucune trace de vie. Du moins, en apparence.

En observant le tissu musculaire du défunt au microscope, le chercheur a senti un long frisson lui parcourir l’échine. « On avait des milliers de cellules vivantes provenant d’un cadavre bel et bien mort », prend-il la peine de préciser, sans relever la contradiction. Les cellules en question étaient justement des cellules souches, connues pour leur capacité à se différencier afin de devenir n’importe quel type de cellules. Sous sa lentille, elles continuaient à se multiplier avec vigueur. Bouleversé, le chercheur dépose alors la boîte de Pétri, convaincu qu’il n’a pas pris la bonne.

Ses expériences subséquentes, notamment sur un cadavre de 17 jours, lui donneront finalement raison, en dépit du scepticisme de ses collègues. La mort n’est pas l’absence de vie, du moins, pas au niveau cellulaire. « J’ai découvert des choses incroyables qu’on ne soupçonnait même pas, car, pendant longtemps, on n’a rien voulu connaître de ce qui se passait après la mort », remarque Fabrice Chrétien qui a publié ses travaux en 2012 dans la revue Nature Communications et qui s’attelle, depuis, à décortiquer les mécanismes permettant à des cellules de défier la mort.

En montrant que la vie ne s’éteint pas d’un coup, une fois le rideau tombé, cette découverte fortuite a, en quelque sorte, ouvert un nouveau champ de recherche : celui de la biologie post mortem qui sonne comme une promesse d’immortalité.

« On tente constamment de repousser les frontières de la mort », remarque Céline Lafontaine, professeure de sociologie à l’Université de Montréal et auteure de La société postmortelle : la mort, l’individu et le lien social à l’ère des technosciences. « On ne voit plus la mort comme un phénomène ou un instant, mais comme un processus, poursuit-elle. On croit que, si on comprend les mécanismes de la mort, on peut les inverser, alors que la mort est inévitable, innée à l’organisme. »

Une cellule souche (en jaune) de muscle squelettique, prélevée chez une souris, migrant sur une fibre musculaire (en bleu). Photo: Fabrice Chrétien, Shahragim Tajbakhsh, Jean Marc-Panaud

Le chercheur Fabrice Chrétien a découvert que des cellules souches continuent de se multiplier après la mort tant chez les humains que chez les souris. Ici, une cellule souche (en jaune) de muscle squelettique, prélevée chez une souris, migrant sur une fibre musculaire (en bleu).

L’angle mort de la recherche

Fabrice Chrétien n’a pas pour objectif de ressusciter les défunts. Mais il pourrait bien avoir trouvé un moyen de guérir certains patients, en dénichant une source inespérée de cellules souches capables de régénérer les tissus malades.

Il faut dire que sa trouvaille est déstabilisante. En théorie, impossible en effet pour une cellule de survivre plus de quelques minutes dans un corps sans vie (voir l’encadré à la fin de cet article). Mais les cellules souches des morts, elles, ont un don : celui de pouvoir survivre en l’absence d’oxygène. Cette aptitude serait propre aux cellules souches situées dans les muscles ainsi que celles de la moelle osseuse, responsables de la production des cellules sanguines, comme l’a démontré Fabrice Chrétien par la suite.

En fait, ces cellules adoptent un état de dormance après le décès de leur propriétaire, en se débarrassant d’une partie de leurs mitochondries. Ces centrales énergétiques produisent généralement des radicaux dangereux dans un environnement anoxique. En agissant ainsi, les cellules souches évitent de s’intoxiquer.

Comme des animaux qui entrent en hibernation, elles réduisent leur métabolisme au minimum. À la grande surprise de Fabrice Chrétien, les cellules souches prélevées et conservées dans un environnement exempt d’oxygène sont capables de conserver cet état de dormance plusieurs semaines, voire des mois. « On pensait que seules les bactéries pouvaient survivre sans oxygène », s’exclame le chercheur.

Quand les circonstances redeviennent favorables, c’est-à-dire en les mettant en présence d’oxygène, elles reprennent leur différenciation cellulaire. « C’est leur mécanisme de protection, constate Fabrice Chrétien. Elles ne savent pas que l’organisme est mort, mais elles savent qu’elles se trouvent dans des conditions extrêmement hostiles. »

Les tissus post mortem constitueraient-ils une manne pour la thérapie cellulaire ? « On pourrait effectivement régler le problème de l’accessibilité », confirme le pathologiste qui a déposé un brevet protégeant les applications de cette découverte.

Illustration: Cornelia Li

Belles endormies

Cela étant, il n’y a pas que les cellules souches qui survivent à leur hôte. Les autres cellules seraient, elles aussi, le siège d’une activité post mortem. En 2017, le microbiologiste Peter A. Noble a, à son tour, surpris la communauté scientifique en publiant, dans la revue Open Biology, des preuves de la réactivation de gènes chez des souris et des poissons-zèbres jusqu’à quatre jours après la mort. « La mort est un phénomène violent. Pourtant, il semble qu’il y ait des gènes qui en font fi et qui continuent leur travail comme si tout était normal », s’exclame ce chercheur de l’université Washington, un des rares à étudier la vie dans les cadavres. Il qualifie de « crépuscule de la mort » cette zone grise d’environ 96 heures suivant le décès.

C’est initialement pour tester un nouvel outil de mesure de l’activité des gènes qu’il s’est penché sur des bestioles sans vie, avec l’idée qu’il n’y aurait justement rien à mesurer. Le principe consiste à quantifier les ARN messagers, c’est-à-dire les copies de gènes qui sont traduites en protéines, pour connaître l’activité génétique. Sans surprise, 99 % des gènes diminuaient ou s’éteignaient dans un intervalle de 30 minutes suivant la mort. Mais un sursaut de vie était clairement visible, plus de 24 heures après la venue de la grande faucheuse, pour 1 % du génome, soit environ 500 gènes ! De quoi piquer la curiosité du chercheur. Parmi ces increvables, une vingtaine étaient liés à l’immunité et à l’inflammation. Une réponse « prévisible », selon Peter A. Noble, puisque ces gènes poursuivaient le même rôle que de leur vivant : veiller à la réparation et la conservation du corps.

Parmi les gènes refusant de capituler, certains se sont révélés plus surprenants. Ceux liés au développement embryonnaire, par exemple, qui se taisent habituellement après la naissance. Pourquoi ce regain de vie tardif ? Selon le chercheur, les conditions cellulaires de la mort pourraient s’apparenter à celles du développement de l’embryon. En effet, après la mort, l’homéostasie de l’organisme est perturbée par la rupture des cellules alors que chez l’embryon, la régulation des fonctions biologiques n’est pas encore achevée. Dans les deux cas, ces gènes liés au développement tenteraient d’établir un équilibre dans l’organisme.

Mais ce sont les gènes associés au cancer qui ont le plus secoué le professeur Noble. Ceux-ci semblent renaître de leurs cendres par dizaines 24 heures après le décès, puis s’éteignent à jamais.

Voilà qui pourrait expliquer pourquoi, dans 2 % des cas, les greffés du foie développent des cancers à la suite de la transplantation. Peter A. Noble estime qu’il est important de vérifier si ce phénomène existe chez l’humain, puisque la plupart des prélèvements d’organes ont lieu durant ces 24 heures critiques. « Les poissons-zèbres et les souris ont sensiblement la même structure organique que nous, alors on peut penser que le même processus a lieu chez l’humain », estime le microbiologiste.

Autodestruction cellulaire

Les êtres humains ne peuvent survivre que quelques minutes en absence d’oxygène. Dès l’arrêt des fonctions vitales, un processus irréversible d’autodestruction se met en branle.

Quand l’environnement devient anoxique, après la mort, le dioxyde de carbone produit par la respiration cellulaire n’est plus évacué. Le milieu cellulaire s’acidifie sous l’effet de la production d’acide lactique. Cela provoque la rupture des membranes intracellulaires. Les enzymes de dégradation se répandent et cannibalisent l’intérieur de la cellule par autolyse, soit l’autodigestion de ses constituants.

Les cellules des organes de la digestion seront les premières touchées, en raison de leur grande concentration en enzymes, alors que l’autodigestion des poumons sera plus lente. La température influence aussi la vitesse d’exécution de ces enzymes kamikazes, le froid ralentissant l’autolyse.

Après 48 heures, s’il n’y a pas d’embaumement, les micro-organismes ont le champ libre pour coloniser tous les recoins du corps et se nourrir des nutriments libérés par les cellules. C’est le début de la putréfaction.

Des cadavres et des hommes

La mort pourrait-elle rendre service à la médecine ? Ce ne serait en tout cas pas la première fois. Historiquement, les cadavres ont toujours été d’une aide précieuse pour les médecins. « Il a fallu franchir le tabou de la mort pour qu’il y ait autorisation de dissection afin d’apprendre tout ce qu’on sait maintenant en anatomie », rappelle Gilles Bronchti, responsable du département d’anatomie de l’Université du Québec à Trois-Rivières où des dizaines de corps aboutissent chaque année à des fins de recherche et d’enseignement.

Sauf que, logiquement, la science s’est attelée à expliquer pourquoi les individus étaient condamnés à mourir plutôt qu’à comprendre comment la vie s’éteint, cellule par cellule.
« Il y a beaucoup de recherches pour garder les gens en vie le plus longtemps possible, mais très peu sur le phénomène de la mort, constate Peter A. Noble. Si d’entrée de jeu, nous avions voulu faire une recherche sur la mort, plutôt que sur notre outil génétique, nous n’aurions pas eu de financement. En étudiant la mort, nous pouvons pourtant en apprendre beaucoup sur la vie. »

Le chercheur qui, ironiquement, évolue dans le département des sciences de la vie, est conscient que de telles découvertes peuvent s’avérer déstabilisantes pour le commun des mortels. En effet, il peut être difficile de réconcilier l’idée que des centaines de gènes et des milliers de cellules s’activeront encore en nous alors que nous aurons passé l’arme à gauche. « Souvent les scientifiques n’osent pas parler de leurs recherches, car ils craignent d’endormir leur auditoire. Dans mon cas, j’ai plutôt peur que les gens se sauvent en courant en entendant parler de ces cellules zombies », rigole-t-il.

Cela étant dit, Peter A. Noble croit qu’en poursuivant l’exploration des mécanismes de la mort, cela pourrait permettre de mieux l’accepter. «Nous sommes à la fois fascinés et apeurés parce que c’est l’inconnu. Les gens ne voient pas le lien étroit entre elle et la vie», estime-t-il. Cette proximité ne devrait toutefois pas remettre en cause la définition de la mort.

«Pour moi, un individu décède quand son cerveau ne fonctionne plus, qu’il est en mort cérébrale. Ce n’est pas pour autant celle des cellules et des organes», nuance Fabrice Chrétien.

Ces récentes découvertes pourraient-elles tout de même faire de nous des êtres éternels? «Il est possible que certaines cellules vivent pour toujours ce qui nous procurerait, en effet, une certaine immortalité», avance Peter A. Noble qui espère lever le voile sur ce mystère en créant un département des sciences de la mort.

Illustration: Cornelia Li

Coup de pouce aux médecins légistes

Les recherches menées sur la biologie de la mort pourraient faire leur chemin jusque dans les laboratoires de sciences judiciaires où l’on s’échine à déterminer la date et même l’heure du décès des victimes de crime.

Certes, plusieurs techniques sont déjà utilisées, comme la température du cadavre, l’analyse de l’humeur vitrée de l’œil (dont la concentration en potassium est corrélée au délai post mortem) et l’entomologie criminalistique. Mais le fait de savoir que, après la mort, les cellules subissent une dégradation « organisée », avec une séquence d’activation et d’extinction génétique bien précise, peut apporter de nouveaux outils pour déterminer avec plus de précision le moment du décès.

En février dernier, les travaux du généticien espagnol Roderic Guigo, menés sur 400 cadavres, ont permis de dresser un portrait de cette succession de gènes post mortem chez l’humain. Son équipe de recherche a développé un algorithme qui a estimé avec succès l’heure de la mort d’une centaine d’individus. L’activité dépend fortement du tissu prélevé (cœur, cerveau, peau, etc.). Dans les muscles, l’expression de plus de 600 gènes est brutalement modifiée après le décès !

La génétique post mortem s’intéresse aussi au thanatomicrobiote humain, c’est-à-dire aux micro-organismes déjà présents dans le corps, qui migrent vers les organes internes, comme le foie et le cerveau, après la mort. Certaines équipes de recherche, dont celle de la professeure Gulnaz Javan à l’université d’Alabama, ont démontré que ces micro-organismes semblent adopter un circuit prévisible, identique dans tous les cas.

Elle a démontré que les bactéries se frayent un chemin jusqu’au foie environ 25 heures après notre dernier souffle, alors qu’il leur faut un peu plus de 60 heures pour atteindre tous les organes.

« Certains chercheurs parlent même d’une horloge microbienne pour décrire le mouvement des bactéries », mentionne Frank Crispino, directeur du Laboratoire de recherche en criminalistique de l’Université du Québec à Trois-Rivières. « Il faut maintenant comprendre ces réactions en chaîne et cartographier le mouvement du microbiote post mortem. Il y a beaucoup de pistes de recherche. C’est très prometteur, même si l’intervariabilité du microbiome entre individus constitue un obstacle », estime celui qui agit aussi à titre de chercheur au Centre international de criminologie comparée.

Qui sait, les gènes et les bactéries des victimes coinceront peut-être un jour les meurtriers.

Dossier spécial: La mort sous microscope

Phénomène redouté, la mort reste mal comprise par la science. Est-elle vraiment la fin de toute activité biologique? Est-elle réversible – du moins dans les salles de réanimation? Et si elle pouvait nous en apprendre plus sur la vie qu’on ne le croit? Autant de questions auxquelles nous répondons dans ce dossier sur la Grande Faucheuse.

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