Une peau pigmentée grâce aux cellules souches



© I-STEM (I-STEM/Inserm UEVE U861/AFM)

Après avoir reconstitué un épiderme à partir de cellules souches pluripotentes en 2009 (1), l’équipe de Christine Baldeschi de l’Institut I-STEM (2) (I-STEM/Inserm UEVE U861/AFM), dirigé par Marc Peschanski, vient de lui donner sa couleur : les chercheurs ont obtenu in vitro, avec la même stratégie, des mélanocytes fonctionnels, ces cellules qui pigmentent la peau et la protège des rayons UV. Cette ressource cellulaire illimitée pourrait à terme être proposée, comme alternative thérapeutique, aux patients atteints de troubles de la pigmentation de la peau, d’origine génétique ou non, tels que le Vitiligo. Des travaux financés notamment grâce aux dons du Téléthon.

Ces travaux, publiés dans la revue PNAS, sont disponibles en ligne en cliquant ici

Une des fonctions de la peau est de protéger le corps des rayons UV (ultraviolets) du soleil. Cette tâche est assurée par des cellules pigmentées: les mélanocytes. En libérant de la mélanine, le pigment qui colore la peau, ils protègent les autres cellules de l’épiderme (kératinocytes) des effets mutagènes des rayons UV.

A l’heure actuelle, la thérapie cellulaire utilisée pour traiter les troubles de la pigmentation de la peau, est réalisée par autogreffe. Or, cette stratégie n’est efficace que s’il existe des zones non atteintes à côté des zones hypopigmentées, ce qui est le cas pour le vitiligo mais pas pour de nombreuses autres pathologies telles que l’albinisme. Pour répondre à cette contrainte, les chercheurs se sont penchés sur une stratégie alternative fondée sur une approche allogénique : utiliser une source externe et illimitée de cellules pigmentées parfaitement contrôlées.

En 2009, l’équipe était parvenue pour la première fois à obtenir les cellules de l’épiderme (kératinocytes) qui permettent le renouvellement constant de la peau, à partir de cellules souches pluripotentes d’origine embryonnaire. Forts de ces résultats publiés dans la revue The Lancet (novembre 2009) l’équipe vient aujourd’hui de franchir une nouvelle étape en identifiant le procédé de différenciation permettant de dériver des cellules souches, d’origine embryonnaire (hES) ou induites à la pluripotence (iPS), en une population pure et homogène de mélanocytes capables de produire de la mélanine et de s’intégrer à l’épiderme.

Comment obtenir des mélanocytes fonctionnels à partir de cellules souches ?

Les cellules souches pluripotentes, d’origine embryonnaire (hES) ou induites (iPS), possèdent deux caractéristiques fondamentales : une capacité d’expansion illimitée et une capacité de pluripotence c’est-à-dire à se différencier vers tous les types cellulaires du corps humain.

L’équipe du Dr Christine Baldeschi a identifié quelles étaient les conditions expérimentales nécessaires à la différenciation des cellules pluripotentes en cellules pigmentées (mélanocytes) semblables à celles naturellement présentes chez l’homme au sein de l’épiderme. Une fois isolées et amplifiées in vitro, ces cellules présentent les mêmes caractéristiques que des mélanocytes adultes (cf. figure 2.a ci-contre).

Ensuite, à partir de cette culture, les chercheurs ont étudié la fonctionnalité des mélanocytes ainsi obtenus. Ils ont démontré qu’ils étaient à la fois capables de s’insérer dans leur niche au niveau de la couche basale de l’épiderme (cf. figure 1) et de communiquer avec les kératinocytes avoisinant, comme c’est le cas physiologiquement au niveau de l’épiderme. En analysant des cocultures, l’équipe de recherche a mis en évidence que ces mélanocytes pouvaient transférer leur mélanine aux kératinocytes qui constituent l’épiderme (cf. figure 2.b ci-contre).

« Cette communication cellulaire est fondamentale, à la fois pour protéger les kératinocytes suite aux stress que sont les rayons ultraviolets, et également pour repigmenter la peau après une éventuelle greffe » expliquent Christine Baldeschi et Xavier Nissan.

Pour les chercheurs, les perspectives de ce travail sont grandes. « Ces cellules « toutes prêtes » seront proposées pour le traitement des patients atteints de Vitiligo mais également pour d’autres pathologies affectant la pigmentation pouvant être d’origines génétiques telles que les syndromes de Waardenburg et le syndrome de Griscelli », affirme Marc Peschanski, directeur de recherche Inserm et directeur d’I-STEM.

Communiqué de presse Inserm
(1) 2009 : Première reconstitution d’un épiderme à partir de cellules souches embryonnaires humaines
(2) I-STEM: Institut des cellules souches pour le traitement et l’étude des maladies monogéniques crée le 1er janvier 2005. L’Inserm, l’Université d’Evry-Val-d’Essonne et l’AFM en sont les membres fondateurs