Un documentaire intitulé “Fort comme un ours”, qui suit les différentes équipes internationales du projet « ours hibernant » est diffusé le samedi 26 janvier 2019 sur Arte, en seconde partie de soirée (22h30).

A cette occasion, LaNutrition a rencontré un des scientifiques impliqués dans le projet scientifique à l’origine du documentaire.

LaNutrition.fr : Quelle est l’origine du projet « ours hibernant » ?

Dr Etienne Lefai* : Depuis le début des années 1980, le projet de recherche de l’ours brun scandinave (Scandinavian Brown Bear Research Project) a pour but d’étudier l’ours en Suède dans les domaines de la biologie, de la physiologie, de l’écologie et pour la préservation de l’espèce animale. Au cours des années, ils ont ouvert leur champ thématique, notamment pour accueillir des chercheurs qui seraient intéressés d’utiliser l’ours comme modèle pour faire de la biologie humaine. Le projet actuel « ours hibernant » en Suède regroupe une quinzaine de personnes, avec des équipes sur différentes thématiques comme le fonctionnement des systèmes rénal, et cardio-vasculaire, des tissus osseux et musculaire. Avec Fabrice Bertile, nous travaillons sur la thématique du tissu musculaire.

Concrètement à quoi servent ces recherches ?

Le vrai but du projet est d’étudier les propriétés particulières du modèle animal. En premier, il faudra comprendre les différents mécanismes que l’ours a réussi à mettre en jeu aux niveaux physiologique et métabolique pour passer la période de l’hibernation, pour dans un second temps, tenter de transférer ces connaissances aux pathologies humaines.

Pourquoi avoir choisi comme modèle d’étude l’ours brun ? 

Il est question ici de « biomimétisme », c’est-à-dire de s’inspirer de la nature et des solutions que certaines espèces animales ont mises en place pour faire face à des situations particulières. Le modèle de l’hibernation est intéressant car les animaux présentent une absence d’activité physique et une absence de nutrition pendant une période prolongée.
Et le modèle de l’ours, parmi tous les animaux hibernants, est particulier à plusieurs niveaux. En effet, la période d’hibernation est relativement longue (5 à 7 mois), période durant laquelle l’ours est totalement inactif, il ne mange pas, il ne boit pas, il n’urine pas et ne défèque pas !
Par rapport aux autres hibernants, l’ours n’a également pas d’épisodes de réveils réguliers.
Une autre caractéristique de l’ours brun est qu’il est capable de conserver sa température corporelle même pendant l’hibernation, elle ne va que légèrement diminuer au cours de cette période et passer de 37°C à environ 34-35°C.  Pour des animaux de plus petite taille, on observe généralement une chute importante de la température corporelle, comme la marmotte qui va descendre aux alentours des 10-12°C.

Hormis son hibernation, quelles sont les autres particularités de l’ours brun ?

Du fait de sa taille et de sa corpulence, il est beaucoup plus proche de l’humain que d’autres modèles animaux, et possède par ailleurs une fréquence respiratoire et cardiaque proche de la nôtre.
Ce qui est le plus surprenant, c’est que par rapport aux autres modèles d’animaux hibernants déjà étudiés, il a une résistance exceptionnelle à la fonte musculaire (atrophie) et osseuse.
Il présente vraiment des caractéristiques exceptionnelles, en particulier au niveau de la résistance de son organisme à l’accumulation des toxines (qu’il ne va plus éliminer par les urines). Lorsqu’on s’intéresse à la fonction rénale de l’ours, elle apparaît comme dégradée en hiver mais retourne à la normale au printemps. Concernant la fonction cardiaque, une échographie réalisée chez un ours hibernant met en évidence des caractéristiques observées chez des personnes atteintes d’insuffisance cardiaque, ce qui n’est plus le cas lorsque la même analyse est réitérée au printemps.
On peut également noter que l’ours, au cours de l’été, va accumuler des réserves pour l’hiver suivant, et qu’il est très gras à ce moment de l’année. C’est comparable à une situation qui pourrait être qualifiée « d’obésité », mais sans qu’il y ait d’anomalies métaboliques ou de conséquences sur sa santé.

En résumé, on peut dire que l’ours effectue une alternance chaque année entre une situation, qui pourrait être considérée (chez l’homme) comme « pathologique », et une situation normale, rapidement après la fin de l’hibernation. L’ours a une capacité de résilience très surprenante !

Comment se déroulent vos voyages dans le “territoire des ours” ?

Depuis 2012, nous allons deux fois par an en Suède pour prélever des échantillons sur des ours bruns, généralement fin février (au cœur de l’hiver) au moment où l’ours hiberne depuis 2 à 3 mois et en été vers fin juin où l’ours est déjà réveillé depuis 2 mois. Nous nous retrouvons donc avec les différentes équipes dans un petit village, à 450 km au nord de Stockholm, où se situe un camp de base scientifique avec tout le matériel nécessaire. 

En plein hiver, avec des températures pouvant descendre jusqu’à -30°C, nous avançons sur le territoire des ours en motoneige puis en raquettes. Les ours sont équipés d’émetteurs radio qui permettent de les localiser. Ils vont donc être anesthésiés directement dans leurs tanières puis rapidement chacun est à son poste, car le temps est minuté… Il faut toute une organisation entre les chercheurs pour que chacun puisse faire les analyses et les prélèvements nécessaires pour ses recherches. 
L’été, tout est différent puisque l’ours est réveillé et il faut donc lui courir après ! Les grands moyens sont de sortie puisque qu’un hélicoptère est mobilisé afin d’amener l’ours sur un terrain dégagé, pour qu’un tireur puisse envoyer sa fléchette anesthésiante depuis l’appareil.
Pour l’instant on en est au « 50e » ours inclus dans le projet. D’ailleurs nous retournons sur place le 23 février prochain pour tenter d’analyser et de faire des prélèvements sur 10 ours. Le plus compliqué par la suite, ce sera d’arriver à retrouver les ours en été, lors de la deuxième visite.

A ce jour, avez-vous réussi à percer quelques secrets de cet animal ? 

Plusieurs équipes qui travaillent sur ces mystères ont déjà pu lever quelques voiles. 

  • Au niveau rénal, c’est l’ensemble de l’anatomie et de la structure qui se modifie chez l’ours durant l’hiver. 
  • Concernant la fonction cardiaque, on observe un changement de l’ensemble des mécanismes qui régulent la fréquence cardiaque et la coagulation. 
  • Au niveau osseux, on met en évidence une modification de la balance osseuse avec une inhibition de la dégradation.
  • Sur la partie musculaire, qui nous concerne, nous cherchons à comprendre comment les signaux de jeûne et d’inactivité qui, chez l’homme, vont déclencher l’atrophie musculaire, ne déclenchent pas ce phénomène chez l’ours.

Pouvez-vous déjà expliquer pourquoi l’ours ne perd pas ses muscles malgré son inactivité pendant de longs mois ?

Il est apparu clairement que l’ours empêche son système de dégrader ses protéines. Même si le mystère n’est pas encore tout à fait levé, on a cependant découvert que cette capacité peut être transférée. C’est-à-dire que si on prend du sérum d’ours d’hiver et qu’on l’applique à des cellules musculaires humaines en culture, on reproduit les mécanismes qui se passent chez l’ours, à savoir l’inhibition de la dégradation protéique, ce qui conduit à une augmentation de la taille des cellules musculaires humaines. Le sérum d’ours d’hiver a des propriétés qu’on ne retrouve cependant pas avec le sérum d’ours d’été !
Le sérum d’ours, en plus d’augmenter la quantité de protéines contractiles dans le muscle, semble affecter d’autres fonctions telles que les fonctions métaboliques, la sensibilité à l’insuline, la capacité à oxyder les acides gras, le métabolisme énergétique cellulaire…

Qu’espérez-vous découvrir maintenant ? 

La prochaine étape va être de rechercher les composés actifs (présents dans le sérum d’ours d’hiver) qui sont capables de déclencher les effets bénéfiques observés. Par la suite, après avoir identifiés les composés, il faudra comprendre comment ces composés agissent et ce, en identifiant les voies de signalisation cellulaire impliquées. 
L’identification de ces voies de signalisation pourrait permettre de développer des composés pharmacologiques spécifiques, capables de les activer, et ainsi de reproduire les effets décrits avec le sérum d’ours.

Le sérum d’ours pourrait-il aussi avoir des effets sur des cas d’atrophie musculaire ?

Pour l’instant le sérum n’a été testé que sur des cellules saines, mais oui on se demande ce qui pourrait se passer s’il était mis au contact de cellules malades ou atrophiées. Nous voudrions savoir s’il serait possible de prévenir ou d’inverser une situation d’atrophie musculaire induite. Il est également envisageable que nos découvertes puissent un jour franchir les frontières terrestres et servir aux astronautes, particulièrement concernés par les problèmes d’atrophie musculaire causée par l’apesanteur.
Mais au-delà de ça, nous cherchons encore à augmenter le potentiel de ce sérum d’ours, avec l’idée de l’utiliser pour améliorer d’autres aspects de la santé que l’atrophie musculaire. Il pourrait améliorer certains aspects métaboliques, particulièrement la sensibilité de l’insuline dans le muscle, qui joue un rôle important dans la régulation de la glycémie. Il pourrait également améliorer l’oxydation des acides gras dans le muscle, avec à la clé un effet positif dans les situations d’obésité par exemple.
Mon hypothèse est qu’il existe un « signal circulant » (de différents composés) capable de protéger l’ours tout entier et que les mécanismes de protection de l’ours sont des mécanismes coordonnés, qui ne sont pas uniques à un seul organe.

Quel conseil donneriez-vous pour que nous restions « fort comme un ours » tout au long de notre vie ?

Bouger ! Il faut limiter au maximum le temps resté assis et inactif. Le mot clé est la « mobilité ». Il faut essayer de conserver le maximum de masse musculaire tout au long de sa vie, car si on n’a plus assez de muscles, on va inévitablement finir par tomber malade.
Encore plus important que faire du sport, c’est finalement de limiter les temps de sédentarité dans la journée. Des études ont mis en évidence que rien que le fait de se lever de sa chaise et de marcher quelques minutes pouvait entraîner une modification de la sensibilité à l’insuline de façon significative.
Ces conseils sont bien sûr à mettre en œuvre avec une alimentation « équilibrée et diversifiée ».

Propos recueillis par Christian Boyer.

* Le Dr Etienne Lefai est chercheur au sein de l’Unité mixte de recherche INRA en Nutrition Humaine (Clermont-Ferrand, site de Theix). C’est un spécialiste du métabolisme du tissu musculaire.
Crédit photo : Nicolas Busser

 


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