Des recherches récentes ont révélé que l’utérus ne se contente pas de réagir aux signaux hormonaux pendant l’accouchement, mais qu’il est également capable de détecter et de répondre aux forces physiques comme la pression et l’étirement au niveau moléculaire. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies pour prévenir les complications liées à la grossesse et à l’accouchement.
L’accouchement réussi repose sur des contractions utérines régulières et coordonnées qui permettent de déplacer le bébé en toute sécurité. Si le rôle des hormones comme la progestérone et l’ocytocine est bien établi, des études suggéraient depuis longtemps que les forces physiques exercées sur l’utérus pendant la grossesse et l’accouchement jouaient également un rôle crucial.
Une équipe de chercheurs de Scripps Research a identifié les capteurs responsables de cette détection. Publiés dans la revue Science, leurs travaux démontrent que l’utérus utilise des capteurs de pression spécialisés pour interpréter les signaux mécaniques et les traduire en activité musculaire.
« À mesure que le fœtus grandit, l’utérus se dilate considérablement, et ces forces physiques atteignent leur maximum pendant l’accouchement », explique Ardem Patapoutian, chercheur à l’Howard Hughes Medical Institute et titulaire de la chaire présidentielle de neurobiologie à Scripps Research. « Notre étude montre que le corps s’appuie sur des capteurs de pression spécifiques pour interpréter ces signaux et les traduire en une activité musculaire coordonnée. »
Ardem Patapoutian a partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2021 pour avoir identifié les capteurs cellulaires qui permettent de détecter le toucher et la pression. Ces capteurs sont des canaux ioniques formés par les protéines PIEZO1 et PIEZO2, qui permettent aux cellules de réagir à une force mécanique.
L’étude a révélé que PIEZO1 et PIEZO2 ont des fonctions distinctes mais complémentaires pendant le travail. PIEZO1 se trouve principalement dans le muscle lisse de l’utérus, où il détecte l’augmentation de la pression lors des contractions. PIEZO2, quant à lui, est situé dans les nerfs sensoriels du col de l’utérus et du vagin. Il s’active lorsque le bébé étire ces tissus, déclenchant un réflexe neuronal qui stimule les contractions utérines.
Ensemble, ces capteurs convertissent l’étirement et la pression en signaux électriques et chimiques qui contribuent à synchroniser les contractions. Si l’un des systèmes est perturbé, l’autre peut partiellement compenser, permettant ainsi au travail de progresser.
Pour évaluer l’importance de ces capteurs, les chercheurs ont utilisé des modèles murins dans lesquels PIEZO1 et PIEZO2 ont été sélectivement supprimés du muscle utérin ou des nerfs sensoriels environnants. Ils ont constaté que les souris dépourvues des deux protéines PIEZO présentaient une pression utérine plus faible et des naissances retardées, ce qui indique que la détection musculaire et nerveuse fonctionnent de concert.
Une analyse plus approfondie a révélé que l’activité PIEZO aide à réguler les niveaux de connexine 43, une protéine qui forme des jonctions communicantes. Ces canaux microscopiques relient les cellules musculaires lisses voisines, leur permettant de se contracter de manière synchronisée plutôt qu’individuelle. Lorsque la signalisation PIEZO est réduite, les niveaux de connexine 43 diminuent et les contractions deviennent moins coordonnées.
« La connexine 43 est le câblage qui permet à toutes les cellules musculaires d’agir ensemble », explique Yunxiao Zhang, chercheur postdoctoral au laboratoire de Patapoutian. « Lorsque cette connexion s’affaiblit, les contractions perdent de leur force. »
Des échantillons de tissu utérin humain ont montré des schémas d’expression de PIEZO1 et PIEZO2 similaires à ceux observés chez la souris, suggérant que ce système de détection de force fonctionne probablement de la même manière chez l’humain. Ces résultats pourraient aider à expliquer les problèmes de travail caractérisés par des contractions faibles ou irrégulières qui prolongent l’accouchement.
Les résultats sont également cohérents avec les observations cliniques selon lesquelles le blocage complet des nerfs sensoriels peut prolonger le travail. « En pratique clinique, les péridurales sont administrées à des doses soigneusement contrôlées, car le blocage complet des nerfs sensoriels peut considérablement prolonger le travail », note Yunxiao Zhang. « Nos données confirment ce phénomène : lorsque nous avons supprimé la voie sensorielle PIEZO2, les contractions se sont affaiblies, ce qui suggère qu’une certaine rétroaction nerveuse est bénéfique pour le travail. »
Cette étude ouvre la voie à des approches plus ciblées pour gérer le travail et la douleur. Si les chercheurs parviennent à développer des moyens sûrs de moduler l’activité PIEZO, il pourrait devenir possible de ralentir ou de renforcer les contractions en fonction des besoins. Pour les femmes présentant un risque de travail prématuré, un bloqueur PIEZO1 pourrait, à terme, compléter les médicaments actuels qui détendent les muscles utérins en limitant l’entrée du calcium dans les cellules. Inversement, l’activation des canaux PIEZO pourrait aider à rétablir les contractions en cas d’arrêt du travail.
L’équipe de recherche étudie actuellement l’interaction entre la détection mécanique et le contrôle hormonal pendant la grossesse. Des études antérieures ont montré que la progestérone, l’hormone qui maintient l’utérus détendu, peut supprimer l’expression de la connexine 43, même lorsque les canaux PIEZO sont actifs, empêchant ainsi les contractions de démarrer trop tôt. À mesure que les niveaux de progestérone diminuent vers la fin de la grossesse, les signaux calciques pilotés par PIEZO peuvent aider à déclencher le travail.
« Les canaux PIEZO et les signaux hormonaux sont les deux faces d’une même pièce », souligne Yunxiao Zhang. « Les hormones préparent le terrain et les capteurs de force aident à déterminer quand et avec quelle force l’utérus se contracte. »
Les futures recherches se concentreront sur les réseaux nerveux sensoriels impliqués dans l’accouchement, car tous les nerfs autour de l’utérus ne contiennent pas PIEZO2. Certains pourraient répondre à différents signaux et servir de systèmes de secours. Identifier les nerfs qui favorisent les contractions de ceux qui transmettent la douleur pourrait éventuellement conduire à des méthodes de soulagement de la douleur plus précises qui ne ralentissent pas le travail.
« L’accouchement est un processus où la coordination et le timing sont essentiels », conclut Ardem Patapoutian. « Nous commençons maintenant à comprendre comment l’utérus agit à la fois comme un muscle et comme un métronome pour garantir que le travail suit le rythme du corps. »
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