Peau avec des follicules et des glandes capillaires cultivés en laboratoire


Peau avec des follicules et des glandes capillaires cultivés en laboratoire

L'ingénierie tissulaire de la peau a parcouru un long chemin ces dernières années, mais il est difficile de passer de la croissance de simples feuilles 2D de cellules tissulaires à la régénération d'un organe 3D fonctionnel et complexe, avec des follicules capillaires, des glandes et des connexions à d'autres systèmes organiques.

Les chercheurs ont fabriqué des cellules induites de tige pluripotente (iPS) à partir de cellules de gomme de souris et les ont utilisés pour cultiver des tissus de peau complexes - avec des follicules capillaires 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 le journal Avances scientifiques - semble avoir fait un pas en avant significatif dans la bio-ingénierie de la peau et la médecine régénératrice.

La peau est un organe complexe qui remplit un certain nombre de fonctions. Il est imperméable à l'eau, offre un amorti, protège les tissus plus profonds, excède les déchets et régule la chaleur. Pour que cela se produise, 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 pour la biologie du développement (CDB) à Kobe, dit:

"Jusqu'à présent, le développement artificiel de la peau a été entravé par le fait que la peau manquait d'organes importants, tels que les follicules capillaires et les glandes exocrines, ce qui permet 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 de gomme de souris et les ont utilisés pour cultiver des tissus cutanés complexes - avec des follicules capillaires et des glandes sébacées - dans le laboratoire.

Les glandes sébacées sécrètent des substances huileuses qui aident à garder la peau douce, lisse et imperméable à l'eau. Ensemble avec les follicules capillaires, ils forment une partie importante du «système organique tégumentaire» - la couche de tissu complexe entre la peau externe et intérieure.

Dans la peau entièrement 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 de peau générés par des cellules souches 3D 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 transplantations fonctionnelles de la peau pour les victimes de brûlures et d'autres patients qui nécessitent une nouvelle peau.

Les implants se sont développés comme une peau normale

Pour l'étude, l'équipe a utilisé des produits chimiques pour faire reculer les cellules de gomme de souris dans un état de cellules souches. Comme les cellules souches embryonnaires, ces cellules soi-disant induites de tige pluripotente (iPS) ont le potentiel de se différencier en presque tous les autres types de cellules dans le corps.

Lorsqu'ils les cultivent en culture, les chercheurs ont trouvé que les cellules iPS se sont développées correctement dans ce que l'on appelle un corps embryoïde (EB) - un groupe 3D de cellules qui ressemble à un embryon en développement.

Les chercheurs ont implanté les EB en souris avec des systèmes immunitaires délibérément affaiblis. Les EB se différencient progressivement en tissu de peau complexe - de la même manière qu'ils le font dans un embryon en développement.

Une fois que les tissus se sont différenciés, l'équipe les a ensuite retirés du premier groupe de souris et les ont transplantées dans le tissu cutané d'un autre groupe de souris. Ces implants se développent normalement comme un tissu tégumentaire.

Les chercheurs ont également constaté que lorsque le tissu implanté s'est transformé en tissu tégumentaire, il a fait des liens normaux avec les tissus nerveux et musculaire environnants, ce qui lui permet de fonctionner normalement.

Les auteurs notent qu'une caractéristique clé de leur succès a été l'utilisation de la signalisation Wnt10b. Cette voie est bien connue pour être impliquée dans la lutte contre les cellules souches se développant dans les tissus adipeux, les os, la peau et d'autres organes. Ils notent comment la signalisation Wnt10b a conduit à un plus grand nombre de follicules capillaires, ce qui rend le tissu artificiel plus comme une peau normale.

Le Dr Tsuji conclut:

Nous nous rapprochons toujours du rêve de pouvoir recréer des organes réels dans le laboratoire pour la transplantation, et nous pensons également que les tissus cultivés grâce à cette méthode pourraient être utilisés comme alternative aux essais sur les produits chimiques chez les animaux ".

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