Peau avec les follicules pileux et les glandes cultivées en laboratoire

L'ingénierie tissulaire de la peau a beaucoup évolué ces dernières années, mais elle peine à passer de simples feuilles 2D de cellules tissulaires à la régénération d'un organe 3D complexe et fonctionnel, doté de follicules pileux, de glandes et de connexions à d'autres organes.
Les chercheurs ont fabriqué des cellules souches pluripotentes induites (iPS) à partir de cellules gingivales de souris et les ont utilisées pour développer des tissus cutanés complexes - complets avec des follicules pileux et des glandes sébacées - qui fonctionnaient comme des tissus normaux.
Crédit d'image: RIKEN / Tsuji et al.

Maintenant, une nouvelle étude - par des chercheurs au Japon et publiée dans la revue Avancées scientifiques - semble avoir fait un grand pas en avant dans la bioingénierie de la peau et la médecine régénérative.

La peau est un organe complexe qui remplit de nombreuses fonctions. Il est imperméable, procure un amorti, protège les tissus plus profonds, excrète les déchets et régule la chaleur. Pour cela, un certain nombre de systèmes doivent fonctionner ensemble dans une architecture de tissu 3D complexe.

Le chef de l'étude, le Dr Takashi Tsuji, qui dirige un laboratoire de régénération d'organes au Centre RIKEN de biologie du développement (CDB) de Kobe, a déclaré:

"Jusqu'à présent, le développement de la peau artificielle était entravé par le fait que la peau manquait des organes importants, tels que les follicules pileux et les glandes exocrines, qui permettent à la peau de jouer son rôle important dans la régulation."

Dans leur article, les chercheurs décrivent comment ils ont fabriqué des cellules souches à partir de cellules gingivales de souris et les ont utilisées en laboratoire pour développer des tissus cutanés complexes - complets avec des follicules pileux et des glandes sébacées.

Les glandes sébacées sécrètent des substances huileuses qui aident à garder la peau douce, lisse et imperméable. Avec les follicules pileux, ils constituent une partie importante du "système d'organe tégumentaire" - la couche de tissu complexe entre la peau externe et la peau interne.

Dans le cas d'une peau pleinement fonctionnelle, le système tégumentaire se connecte à d'autres systèmes organiques, tels que les nerfs et les fibres musculaires.

Les chercheurs ont implanté leurs tissus cutanés 3D générés par des cellules souches dans des souris vivantes et ont montré qu'ils formaient ces connexions.

Ils croient que leur étude constitue une étape importante vers la création de greffes de peau fonctionnelles pour les brûlés et les autres patients nécessitant une nouvelle peau.

Les implants se sont développés comme une peau normale

Pour l'étude, l'équipe a utilisé des produits chimiques pour faire régresser les cellules gingivales de la souris dans un état analogue à celui des cellules souches. Comme les cellules souches embryonnaires, ces cellules souches pluripotentes induites (iPS) ont le potentiel de se différencier en presque tous les autres types de cellules du corps.

Quand ils les ont cultivés dans la culture, les chercheurs ont découvert que les cellules iPS se développaient correctement dans ce que l'on appelle un corps embryoïde (EB) - un groupe de cellules 3D qui présente certaines similitudes avec un embryon en développement.

Les chercheurs ont implanté les EB dans des souris dont le système immunitaire était délibérément affaibli. Les EB se sont progressivement différenciées en tissus cutanés complexes, de la même manière que dans un embryon en développement.

Une fois les tissus différenciés, l'équipe les a retirés du premier groupe de souris et les a transplantés dans le tissu cutané d'un autre groupe de souris. Ces implants se sont développés normalement sous forme de tissu tégumentaire.

Les chercheurs ont également découvert que lorsque le tissu implanté devenait un tissu tégumentaire, il établissait des connexions normales avec les tissus nerveux et musculaires environnants, lui permettant de fonctionner normalement.

Les auteurs notent que l'utilisation de la signalisation Wnt10b était un élément clé de leur succès. Cette voie est bien connue pour être impliquée dans le contrôle des cellules souches se développant dans les tissus adipeux, les os, la peau et d'autres organes. Ils notent que la signalisation Wnt10b a conduit à un plus grand nombre de follicules pileux, ce qui fait que le tissu fabriqué ressemble davantage à une peau normale.

Dr. Tsuji conclut:

"Nous nous rapprochons de plus en plus du rêve de pouvoir recréer de véritables organes dans le laboratoire en vue d'une transplantation, et nous pensons également que les tissus obtenus grâce à cette méthode pourraient être utilisés comme une alternative aux tests de produits chimiques sur les animaux."

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