Libérer le pouvoir de guérison naturel de la peau pour la médecine régénérative

Notre peau nous protège des agressions mécaniques du quotidien, comme les frottements, les coupures et les impacts. Un élément clé de cette fonction, qui constitue un rempart contre le monde extérieur, est l’incroyable capacité de la peau à se régénérer et à guérir. Mais où commence cette capacité de guérison ?

Dans une nouvelle étude publiée dans Communications naturellesune équipe interdisciplinaire aboutie par les laboratoires de Kaelyn Sumigray, Ph.D., et Stefania Nicoli, Ph.D., a découvert que, pendant les premiers stades du développement embryonnaire, les cellules souches cutanées contribuent à former une couche cutanée protectrice qui accélère la guérison à mesure que l’embryon grandit.

Leurs découvertes révèlent l’une des premières étapes dans la façon dont les cellules souches cutanées apprennent à réparer les tissus – une connaissance qui pourrait aider à concevoir des greffes de peau améliorées pour la transplantation.

“Nous étions curieux de savoir comment rendre la peau plus résistante aux blessures”, explique Nicoli, professeur agrégé de médecine (cardiologie) et de génétique à l’YSM et co-auteur principal de l’étude. “Nous avons découvert un mécanisme qui rend notre peau plus dure, ce qui est passionnant dans le sens où il s’agit d’un concept global qui pourrait s’appliquer à l’ensemble de notre corps adulte.”

Les chercheurs ont examiné le développement d’embryons de poisson zèbre, dont l’organisation cutanée est similaire à celle des embryons humains. Plus précisément, ils ont analysé la fine couche transparente de cellules qui tapisse les plis des nageoires du poisson zèbre dans l’embryon, des structures qui se transforment en nageoires au cours du développement selon un processus similaire au développement des membres chez les mammifères.

Étant donné que les cellules souches épidermiques basales (BEC) situées dans le pli de la nageoire fournissent une région de peau plus forte et plus résiliente à mesure que la nageoire commence à se former, les chercheurs ont défini le mécanisme d’une telle résilience.

La résilience de la peau embryonnaire du poisson zèbre dépend de deux protéines

Les chercheurs ont découvert que dans des régions et des motifs spécifiques le long du pli de la nageoire, les BEC exprimaient deux protéines – le collagène et la laminine – qui contribuent à la matrice extracellulaire, un réseau non cellulaire de protéines et de glucides qui entoure et soutient les cellules des tissus et des organes.

Les BEC qui favorisent la laminine réduisent la formation de desmosomes (complexes protéiques qui ancrent les cellules ensemble), affaiblissant ainsi l’adhésion de cellule à cellule et permettant une plus grande mobilité lors de lésions tissulaires. En revanche, les BEC qui favorisent le collagène augmentent les desmosomes, renforçant ainsi les jonctions spécialisées qui entravent finalement la réparation cutanée.

Les deux voies fonctionnent conjointement pour donner à l’embryon à la fois l’espace nécessaire pour développer une nageoire et ensuite la capacité de guérir rapidement, ont découvert les chercheurs.

“Les cellules souches ont une logique mécanique pour construire une couche protectrice”, explique Nicoli. “C’est la première preuve de cette fonction, qui nous fait repenser les propriétés des cellules souches.”

Comme le poisson zèbre, la peau du fœtus humain est organisée en deux couches : une couche protectrice externe appelée périderme et une couche sous-jacente de cellules souches qui sépare le périderme de la matrice extracellulaire.

Sumigray, Nicoli et leurs collègues ont comparé leurs découvertes sur le pli de la nageoire embryonnaire du poisson zèbre à un modèle bicouche de l’épiderme humain. Leur modélisation a révélé que les matrices de collagène et de laminine influencent de manière similaire les cellules de la peau humaine. Plus précisément, ils ont découvert que la laminine inhibait les protéines responsables de la formation des jonctions desmosomes.

Cette étude soutient les recherches en cours sur la communication intra-tissulaire et propose une nouvelle approche pour renforcer les connexions cellulaires au sein des tissus protecteurs du corps. Les résultats pourraient ouvrir une nouvelle voie au développement de méthodes de guérison de la peau grâce à l’ingénierie tissulaire et aux médecines régénératives, notamment la réparation d’organes et les greffes de peau.

“Cela a de vastes implications”, explique Nicoli. “Bien que les cellules souches soient présentes dans tout le corps adulte, elles restent généralement dormantes. Ce serait passionnant si nous pouvions un jour guider les cellules souches pour créer des boucliers mécaniques personnalisés qui protègent les tissus dans lesquels elles résident.”