L’épiderme, couche supérieure de la peau, protège l’organisme des agressions extérieures. Pour permettre son renouvellement, les cellules souches situées dans sa couche la plus profonde produisent en permanence des kératinocytes. Ces nouvelles cellules sont progressivement poussées vers la surface, se différencient et accumulent des condensats protéiques. Arrivés au sommet de l’épiderme, les kératinocytes subissent une mort programmée, la cornification, pour créer une barrière protectrice de cellules mortes.
« La façon dont l’épiderme se renouvelle constamment est bien documentée. Cependant, les mécanismes qui animent ce processus restent en partie inconnus», explique Gaby Palmer-Lourenço, professeure associée à la Faculté de médecine de l’Université de Genève (UNIGE) et chercheuse principale d’une étude à lire dans la revue «Cell Reports». .
L’interleukine 38 (IL-38) est une petite protéine messagère qui assure la communication entre les cellules. Il est connu pour ses fonctions dans la régulation des réponses inflammatoires. Sa présence dans les kératinocytes était auparavant associée à son rôle dans la préservation de l’équilibre immunitaire de la peau. « Dans les kératinocytes in vivo, nous avons découvert que l’IL-38 forme des condensats, c’est-à-dire des agrégats spécialisés de protéines aux fonctions biochimiques précises, un comportement jusqu’alors inconnu pour cette protéine », explique Gaby Palmer-Lourenço. Plus surprenant encore, plus les kératinocytes étaient proches de la surface, plus la quantité d’IL-38 dans ces condensats augmentait.
Les vaisseaux sanguins s’arrêtent dans la couche cutanée située sous l’épiderme. Ainsi, la quantité d’oxygène disponible pour les kératinocytes est bien plus faible dans les couches inférieures que dans la partie supérieure de l’épiderme, qui est directement exposée à l’oxygène présent dans l’air qui nous entoure. Cependant, bien qu’il soit nécessaire au bon fonctionnement des cellules, l’oxygène provoque également un stress oxydatif en formant des radicaux libres, des molécules réactives qui mettent en danger la cellule.
«Or, nos expériences en laboratoire ont montré que le stress oxydatif provoque la création de condensats d’IL-38», confirme Alejandro Díaz-Barreiro, post-doctorant à la Faculté de médecine de l’UNIGE et premier auteur de l’étude. . “Nos résultats suggèrent qu’à mesure que l’on se rapproche de la surface de l’épiderme, l’augmentation de la concentration en oxygène favorise la formation de condensats protéiques, qui donnent alors le signal aux kératinocytes qu’ils sont au bon endroit pour entrer dans la mort cellulaire”, poursuit Gaby Palmer. -Lourenço.
Cette hypothèse ouvre de nouvelles pistes pour comprendre les mécanismes de renouvellement de l’épiderme. Elle pourrait également ouvrir la voie à une meilleure compréhension des mécanismes pathologiques à l’origine de certaines maladies de peau, comme le psoriasis ou la dermatite atopique. Ces questions seront évaluées par le groupe de recherche dans de futurs travaux.
Alejandro Díaz-Barreiro travaille déjà sur la prochaine étape : « Dans le modèle que nous avons utilisé jusqu’à présent, les effets du stress oxydatif étaient créés artificiellement dans une seule couche de kératinocytes, un scénario qui diffère de la situation réelle de la peau. Nous sommes donc en train de développer un nouveau système expérimental qui permet d’exposer in vitro de l’épiderme humain reconstitué à un gradient d’oxygène. Dans ce modèle, seule la surface de l’épiderme sera en contact avec l’air ambiant, tandis que les autres couches seront protégées. Nous pourrons ainsi étudier en détail l’effet du stress oxydatif sur le renouvellement de l’épiderme.
En permettant une analyse plus précise des cellules humaines, ce nouveau système offrira une alternative aux modèles animaux souvent utilisés pour étudier la biologie et les maladies de la peau.
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