Cellules souches de la peau: où se trouvent-elles et que peuvent-elles faire?
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La peau est un tissu essentiel pour notre corps. En effet, elle nous protège des infections et de la déshydratation, et nous permet de ressentir des sensations telles que la pression ou la chaleur. Notre peau se renouvelle constamment durant toute notre vie. Ce renouvellement est assuré par différentes cellules souches.
La peau est un organe particulier qui tout à la fois nous protège et nous permet de sentir le monde extérieur.
La peau est composée de trois couches, chacune d’elles contenant des cellules spécialisées.
Différentes cellules souches sont nécessaires à la protection et à la réparation quotidiennes de notre peau.
Les chercheurs ont identifié des cellules souches responsables de la fabrication de l’épiderme, des follicules pileux et des pigments de la peau.
Les cellules souches de l’épiderme sont actuellement utilisées en clinique pour cultiver de la peau pour traiter les grands brûlés. Néanmoins, c’est un processus difficile, coûteux et la peau obtenue n’est pas normale, elle ne contient ni follicules pileux, ni glandes sudoripares ou sébacées (huile).
Les chercheurs s’emploient actuellement à développer des méthodes de cultures de peau qui contiennent un plus grand nombre de constituants normaux et fonctionnels, tels que les glandes sébacées et les follicules pileux. Cela permettra d’effectuer des greffes de peau plus durables et d’aspect naturel.
Pour le moment, la peau artificielle nécessite d’utiliser des cellules animales pour cultiver des cellules épidermiques humaines.
L’innocuité de ce processus a été démontrée, mais les chercheurs essaient de mettre au point, pour les traitements, des méthodes exemptes de cellules animales.
Les travaux des chercheurs portent aussi sur l’utilisation des cellules souches épidermiques génétiquement modifiées pour traiter des maladies de la peau, telles que l’épidermolyse bulleuse.
Récemment, de grands progrès ont été réalisés sur la culture de peau contenant des composants tels que des follicules pileux et des glandes. Cependant, notre organisme possède plusieurs types de peau : comparez simplement la paume de vos mains et votre cuir chevelu. Apprendre comment cultiver ces différents types de peau sera un important défi à relever.
Le problème le plus important à résoudre pour l’élaboration de traitements par cellules souches est la mise au point de méthodes facilement disponibles et abordables pour les patients.
Chez l'humain comme chez les autres mammifères, la peau est constituée de trois parties: l'épiderme, le derme et l'hypoderme. L'épiderme est la surface de la peau qui est constituée de plusieurs couches de cellules appelées kératinocytes. Le derme se trouve en dessous de l'épiderme et contient les follicules pileux, les glandes sébacées et les glandes sudoripares (annexes épidermiques). L'hypoderme contient des cellules adipeuses (graisse) et aussi des glandes sudoripares.
Image adapted by permission from Macmillan Publishers Ltd:
Au quotidien, la peau doit faire face à des attaques diverses. Elle est exposée, par exemple, à des agents chimiques comme le savon ainsi qu'à des stress physiques comme la friction avec les vêtements et l'exposition au soleil. L'épiderme et les annexes épidermiques doivent donc se renouveler constamment pour garder la peau en bon état. De même que lorsqu'on se coupe ou que l'on s'abime la peau, il faut qu'elle puisse se réparer efficacement pour continuer à jouer son rôle - c'est à dire vous protéger du monde extérieur.
Ce sont les cellules souches qui rendent ces processus de maintien et de réparation possibles. Elles sont responsables de cette régénération constante de la peau ainsi que de la cicatrisation. Jusqu'ici, les scientifiques ont identifié plusieurs types de cellules souches de peau:
- Les cellules souches épidermiques, qui sont responsables de la régénération quotidienne des différentes couches de l'épiderme. Elles sont localisées dans la couche basale de l'épiderme.
- Les cellules souches du follicule pileux, qui s'assurent du renouvellement constant des follicules pileux. Elles peuvent également régénérer l'épiderme et les glandes sébacées si ces tissus sont endommagés. Les cellules souches de follicule pileux sont localisées tout le long du le follicule pileux.
- Les cellules souches de mélanocytes, qui sont responsables de la régénération des mélanocytes, un type de cellule pigmentaire. Les mélanocytes produisent la mélanine, et jouent donc un rôle essentiel pour la pigmentation de la peau et des follicules. Il n'est pas encore certain que ces cellules existent chez l'être humain.
Certaines études ont également suggéré que d'autres cellules souches, appelées cellules souches mésenchymateuses, soient localisées dans le derme et l'hypoderme. Ceci reste sujet à controverse chez les chercheurs et nécessite davantage de recherches afin de déterminer si ces cellules sont réellement des cellules souches et quel rôle elles jouent.
Les cellules souches épidermiques font partie des rares cellules souches déjà utilisées pour traiter des patients. Grâce à la découverte du Professeur Howard Green en 1970, des cellules souches épidermiques peuvent être prélevées chez un patient, amplifiées et utilisées pour fabriquer des "feuilles" d'épiderme en laboratoire. Ce nouvel épiderme peut ensuite être re-transplanté sur le patient comme greffe de peau. Cette technique est majoritairement utilisée pour sauver la vie de grands brûlés qui ont des brûlures au troisième degré sur une grande surface du corps. Hélas, seulement quelques cliniques sont capables d'effectuer avec succès ce traitement très onéreux. Aussi, ce traitement n'est pas parfait car seulement l'épiderme peut être remplacé grâce à cette méthode. La nouvelle peau ne contient donc ni follicule pileux, ni glandes sébacées ou sudoripares.
Un des défis actuels pour les chercheurs est de comprendre comment les annexes épidermiques sont régénérées. Ceci pourrait améliorer les traitements des grands brulés ainsi que ceux des blessures cutanées sévères.
Les chercheurs travaillent sur de nouvelles méthodes pour faire pousser des cellules de peau en laboratoire. A l'heure actuelle, les cellules souches épidermiques sont cultivées sur une couche de cellules de souris. Même si ces conditions de culture ne sont pas dangereuses, il serait préférable d'éviter l'utilisation de produits animaux dans la culture de cellules destinées à la transplantation sur patients. C'est pour cela que les chercheurs souhaitent développer de nouvelles conditions de cultures dans lesquelles il n'y aurait pas besoin de cellules de souris.
Les chercheurs cherchent également à traiter les maladies génétiques affectant la peau. Etant donné que les cellules souches de peau peuvent être cultivées en laboratoire, les chercheurs peuvent modifier génétiquement ces cellules, en leur insérant par exemple un gène manquant. Les cellules correctement modifiées peuvent être sélectionnées et amplifiées en laboratoire avant d'être transplantées sur le patient. L'épidermolyse bulleuse est un exemple de maladie génétique affectant la peau qui pourrait bientôt bénéficier d'une telle approche.
Cette fiche-info a été créée par Melissa Maggioni et révisée par Yann Barrandon.
Traduction en français par Christèle Gonneau.
Photographie de greffe de peau par Yann Barrandon, publiée dans Ronfard et al, TRANSPLANTATION 2000.
Schéma de la structure de la peau adapté avec la permission de Macmillan Publishers Ltd: Nature Reviews Genetics 3, 199-209 (March 2002), Getting under the skin of epidermal morphogenesis, Elaine Fuchs & Srikala Raghavan; doi:10.1038/nrg758; Copyright 2002.
Autres images par Melissa Maggioni.