C'est un peu différent de mon article de blog habituel. C'est une réflexion sur l'évolution de l'oreille des mammifères, datant de l'époque où les mammifères et les oiseaux ont décollé dans des directions distinctes sur l'arbre de l'évolution. Il a été écrit pour un journal scientifique, qui a décidé de ne pas le publier parce que c'est un essai plutôt qu'une pièce rapportée. Mais certains lecteurs peuvent être aussi intéressés que moi à voir cette confluence d'événements.
Ajouter un autre problème d'audition au fait qu'il y a 300 millions d'années, lorsque les mammifères se sont séparés des oiseaux, les oiseaux ont, à certains égards, obtenu le meilleur prix. Les humains payent aujourd'hui le prix d'une susceptibilité à une perte auditive irréversible.
Nous savons depuis une dizaine d'années que les oiseaux, comme les poissons, peuvent régénérer les cellules ciliées, les petites cellules vulnérables de l'oreille interne qui sont essentielles pour propulser les signaux sonores vers le cerveau. Que faut-il faire pour assourdir un oiseau? Peut-être une collision avec un gratte-ciel en verre, un enchevêtrement avec un faucon, un assistant de laboratoire qui détruit délibérément les cellules ciliées de l'oiseau.
Cependant, les cellules sont endommagées, elles se régénèrent en quelques jours et l'oiseau sourd peut entendre à nouveau, aussi bien qu'avant les dommages. Cela peut arriver encore et encore. Pas si avec les mammifères. Une fois qu'un mammifère a perdu son ouïe à cause de dommages à l'oreille interne, c'est permanent.
Abigail Tucker et ses collègues du Kings College de Londres ont maintenant découvert que les êtres humains se situaient également à la limite de cette divergence évolutive en termes d'oreille moyenne. Les humains sont plus enclins que les oiseaux ou les reptiles aux infections de l'oreille, en particulier à «l'oreille collante», une accumulation de liquide dans l'oreille moyenne qui peut entraîner des problèmes d'oreille chroniques chez les enfants.
Si les oreilles humaines pouvaient être incitées à régénérer les cellules ciliées, cela représenterait un remède potentiel pour les centaines de millions de personnes dans le monde souffrant du type de perte auditive causée par le bruit, l'exposition aux médicaments nocifs, les maladies et la vieillesse. Si l'oreille moyenne pouvait être amenée à changer la nature de sa muqueuse, cela signifierait beaucoup moins d'otites, y compris l'otite moyenne, qui est une cause majeure de perte d'audition chez les enfants, en particulier dans les pays en développement.
Essayer de comprendre comment les oiseaux et les poissons reconstituent les cellules ciliées, et ensuite reproduire le processus chez l'homme, a occupé des dizaines de chercheurs dans les universités du monde entier pendant une grande partie de la dernière décennie. En 2010, Stefan Heller, à Stanford, a annoncé une percée majeure, lorsqu'il a réussi à régénérer les cellules ciliées chez un mammifère (une souris) en utilisant une thérapie par cellules souches. À l'Université de Washington, Ed Rubel et ses collègues ont réussi à produire de nouvelles cellules ciliées fonctionnelles chez un mammifère, en utilisant la thérapie par cellules souches. C'est loin de la souris à l'homme, mais les premiers pas ont été faits.
Qu'est-ce que les mammifères gagnent dans ce compromis évolutif? Les oiseaux ont beaucoup plus de cellules ciliées que les mammifères, et ils couvrent une plus grande région de l'oreille interne, dans des motifs bien organisés. Les cellules ciliées humaines sont disposées en quatre rangées, comme des soldats qui se tiennent au garde-à-vous. Les cellules ciliées humaines sont hautement spécialisées, se connectant à des récepteurs de fréquence spécifiques, ce qui permet une meilleure audition à travers un large spectre, y compris l'audition à haute fréquence – essentielle pour la compréhension de la parole.
Quant à l'oreille moyenne, le compromis était aussi un gain d'acuité auditive. L'oreille moyenne du mammifère contient trois os: le marteau, l'incus et l'étrier (qui est le plus petit os du corps). Ces trois os connectés sont placés dans une cavité remplie d'air, ce qui leur permet de capter les vibrations du tympan. Du marteau à l'enclume, les vibrations sont transmises à l'oreille interne, à travers la fenêtre ovale. Les os donnent une impulsion supplémentaire aux ondes sonores, éventuellement (certains pensent) fournissant également une meilleure amplification du son.
Les cellules ciliées de l'oreille interne captent le signal et, par une série d'étapes, le transmettent par le nerf auditif au cerveau, qui l'entend comme le son: le discours ou le tonnerre ou un chien qui aboie. Si des dommages se produisent dans l'oreille moyenne, les vibrations n'atteignent jamais l'oreille interne.
Mais quel est le coupable qui permet cette accumulation de liquide gluant chez les mammifères, mais pas chez les oiseaux ou les reptiles? Cela remonte à cette division évolutive. Les oreilles d'oiseaux et de reptiles ont juste un os qui transfère le son du tympan à l'oreille interne. Dans l'oreille des mammifères, les trois os reposent dans une cavité recouverte de deux types de cellules différentes, certaines apparentées à celles de la trompe d'Eustache et d'autres liées au tube neural. Les cellules de la trompe d'Eustache sont poilues et aident à éliminer les débris de l'oreille. Les cellules du tube neural sont lisses, laissant cette partie de l'oreille moyenne sensible à l'infection.
Dr. Tucker émet l'hypothèse que la doublure de cellule «imparfaite» peut avoir évolué pour faire de la place pour le marteau, l'enclume et l'étrier. La partie lisse de la muqueuse est un «pépin évolutif», comme elle le dit, et «ne constitue pas une barrière efficace contre l'infection.» (La restructuration de l'oreille interne a pour corollaire de créer une articulation de la mâchoire permettant aux mammifères précoces à mâcher, quelque chose d'impossible chez les reptiles et les oiseaux, ce qui leur aurait permis de manger une grande variété d'aliments.)
Au prix d'une plus grande propension aux infections de l'oreille moyenne, les mammifères ont obtenu une meilleure conduction du son (ainsi qu'une disposition des dents plus efficace). Et au détriment de la capacité de régénérer les cellules ciliées, les mammifères ont acquis une meilleure audition à haute fréquence.
La plupart des mammifères doivent accepter le compromis, mais pas les humains. Nous savons comment traiter les infections de l'oreille moyenne, et bientôt nous saurons comment régénérer les cellules ciliées. C'est une situation gagnant-gagnant.
