De la peau sur laquelle poussent des cheveux et recréée en laboratoire. © rost9, Adobe Stock
Santé

De la peau humaine avec des poils créée pour la première fois

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Des chercheurs sont parvenus à développer des échantillons de peau presque parfaits, dotés de poils et cheveux colorés, glandes sébacées, graisse et cellules sensitives. Une découverte due au hasard et qui intéressera fortement l'industrie cosmétique en quête de modèles pour tester ses produits. Les chercheurs envisagent aussi de produire des follicules pileux à la demande pour traiter la calvitie.

Depuis plus de 40 ans, les chercheurs tentent de reconstituer au plus près la peau humaine afin de soigner les brûlures ou encore de tester des médicaments et des produits cosmétiques pour se passer des tests sur les animaux. La plupart de ces méthodes utilisent des cellules souches que l'on multiplie en laboratoire pour fabriquer la peau.

Malheureusement, la peau est bien plus complexe qu'un simple assemblage de cellules cutanées ; elle est tissée de nerfs, de graisse, de cellules pigmentaires, etc. Des « mini-organoïdes » incrustés dans la peau qui lui donnent son aspect et lui confèrent sa capacité à ressentir la chaleur, le toucher ou à transpirer. La peau humaine obtenue jusqu'à présent manquait surtout d'un élément essentiel : les poils. Des chercheurs du laboratoire de recherche de l'hôpital pour enfants de Boston publient aujourd'hui une étude dans Nature, dans laquelle ils affirment avoir réussi à produire des « mini organoïdes » de peau humaine munie de glandes sébacées et de follicules pilaires.

Une découverte due au hasard

Si l'équipe planchait depuis des années sur cette réalisation (elle avait notamment publié en 2018 un article sur de la peau poilue à partir de cellules souches de souris), leur découverte est le fruit du hasard. Karl Koehler, alors chercheur à l'université de l'Indiana, cherchait à reproduire des cellules auditives pour reconstituer le système d'oreille interne. Son objectif était de créer des cellules sensibles au stimuli auditif afin de tester des thérapies géniques contre la perte auditive et les troubles de l'équilibre.

En testant un « cocktail chimique » de facteurs de croissance et diverses molécules, il s'est aperçu que du tissu cutané se formait conjointement au tissu de l'oreille interne. Encore plus étonnant, des follicules pileux dépassaient de la peau cultivée. « On a d'abord essayé de se débarrasser des cellules de peau comme d'une mauvaise herbe, plaisante Karl Koehler, coauteur de l'étude de NatureMais une fois que nous avons vu la valeur scientifique de la peau poilue, nous avons changé de tactique, en essayant d'éliminer les organoïdes de l'oreille interne en faveur de la croissance de la peau ». Un filon aussi bien plus rentable économiquement.

Image d’un cellule de peau humaine en développement dotée de follicules pileux (bourgeons sur la cellule). En rouge, les nerfs innervant la cellule. © Jiyoon Lee, Boston Children's Hospital

Un véritable bout de peau plus vrai que nature

Les chercheurs sont classiquement partis de cellules souches pluripotentes ramenées à une forme embryonnaire, puis leur ont appliqué leur fameuse « recette de cuisine » pour obtenir les cellules de peau. Une « recette » qui permet le développement simultané de deux couches de peau, l'épiderme et le derme, et dont l'interaction favorise l'apparition de follicules pileux. Au 70e jour, des poils ont poussé à la surface, ce qui correspond au stade où apparaissent les cheveux chez le foetus. Encore mieux : l'échantillon de peau est doté de mélanocytes qui participent à la coloration de la peau et des cheveux, ainsi que de la graisse, des nerfs sensitifs et des cellules de Merkel impliquées dans la sensation du toucher.

Un remède contre la calvitie ?

Après 140 jours de culture, la peau cultivée a été implantée chez des souris, dont 55 % ont développé des poils de 2 à 5 mm. En comparant la peau transplantée avec de la vraie peau humaine, les chercheurs ont constaté de multiples similitudes, comme le fait que les tiges de poils étaient orientées perpendiculairement à la surface. Surtout, les cellules à poils greffées ont développé des glandes sébacées, qui servent à la fabrication de sébum, contribuant ainsi au film lipidique protégeant la peau.

La technique est ainsi susceptible de « générer un nombre presque illimité de follicules pileux à transplanter », selon Karl Koehler. Des cheveux à la demande ! Le rêve de tout chirurgien pour les patients souffrant de calvitie.

Un rêve encore bien lointain, mettent en garde les auteurs. « Le rejet immunitaire est un obstacle majeur, confie Karl Koehler. La génération de follicules pileux adaptés à chaque individu sera incroyablement coûteuse et prendra un an ou plus ». Comme pour la greffe de cheveux, la technique risque encore d'être réservée aux plus riches.

Pour en savoir plus

De la peau entièrement vascularisée fabriquée en laboratoire

Article de Agnès Roux publié le 06/02/2014

Pour la première fois, des chercheurs suisses ont réussi à fabriquer des greffons de peau munis de capillaires sanguins et lymphatiques. Cette nouvelle peau s'est très bien implantée chez le rat. Reste à savoir s'il en sera de même chez l'Homme.

Première barrière de l'organisme, la peau est l'un des organes les plus importants du corps humain. Elle assure en effet de nombreuses fonctions essentielles comme le maintien de la température corporelle, la protection contre les microbes et la perception de l'environnement. Composée de plusieurs couches différentes associées à des vaisseaux, des glandes, des nerfs et des poils, sa structure est extrêmement complexe et difficile à imiter. Plusieurs équipes s'y sont déjà aventurées, mais pour l'instant aucune n'a réussi l'exploit de reproduire la nature.

Le réseau lymphatique est composé de tous les vaisseaux qui font circuler la lymphe, un liquide biologique comparable au sang mais dépourvu de globules rouges. Le système lymphatique est ici représenté en jaune, alors que les vaisseaux sanguins sont en rouge (artères) et bleu (veines). © Lamiot, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

Récemment, des chercheurs espagnols sont parvenus pour la première fois à synthétiser de la peau artificielle à partir de cellules souches trouvées dans le cordon ombilical. Cependant, jusqu'ici personne n'avait réussi à produire de la peau contenant ses propres vaisseaux sanguins et lymphatiques, pourtant essentiels pour irriguer les tissus et apporter l'oxygène et les éléments nutritifs aux cellules. C'est maintenant chose faite : des scientifiques de l'université de Zurich (Suisse) viennent de publier leur découverte dans la revue Science Translational Medicine. Cette nouveauté est de taille car elle pourrait considérablement favoriser le procédé de cicatrisation et aider les grands brûlés, qui sont aujourd'hui obligés d'attendre longtemps avant d'obtenir une greffe de peau.

Une peau neuve bien vascularisée chez le rat

Lors d'une blessure, du fluide est libéré et s'accumule dans les cavités de la peau ce qui empêche sa réparation. Heureusement, les capillaires lymphatiques récupèrent rapidement ce liquide et permettent une cicatrisation rapide de la plaie. Pour générer une peau pourvue de ces précieux vaisseaux, les auteurs ont isolé des cellules de capillaires lymphatiques et les ont placées dans un système spécialisé qui permet de cultiver les cellules en 3D. Ces dernières se sont alors rapidement développées et ont formé spontanément des capillaires lymphatiques capables de drainer les fluides à la fois in vitro et in vivo après une greffe sur des rats immunodéprimés.

Dans un deuxième temps, les scientifiques ont utilisé la même technique pour fabriquer un greffon de peau contenant à la fois des capillaires sanguins et lymphatiques. Une fois de plus, l'expérience a fonctionné : « Les cellules endothéliales lymphatiques et sanguines ne se sont jamais mélangées au cours de la formation des vaisseaux », expliquent les chercheurs dans leur publication. Ils ont alors transplanté cette nouvelle peau dans les rongeurs, qui s'est comportée comme une peau toute neuve, correctement vascularisée.

Ces résultats prometteurs ouvrent la voie vers une meilleure guérison des plaies cutanées sévères, notamment chez les personnes ayant subi de graves brûlures. Cette méthode fera l'objet d'un premier essai clinique dans le courant de l'année 2014.

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