Une équipe de chercheurs de l’Université de Californie du Sud à Los Angeles a réussi à faire pousser des cheveux à partir de cellules souches, en découvrant les principaux événements moléculaires impliqués dans la croissance des cheveux et en les stimulant chez les souris adultes.
Cette recherche novatrice, récemment publiée dans un journal scientifique de premier plan, offre une explication détaillée du processus par lequel les cheveux poussent. Les résultats ouvrent la voie à des traitements potentiels pour les patients souffrant d’alopécie ou de calvitie.
Les chercheurs ont entrepris d’examiner comment les follicules se développent à partir de la peau et comment ils produisent des cheveux en utilisant des organoïdes, qui sont des groupes de cellules souches cultivées in vitro capables de s’auto-organiser en structures organiques.
En utilisant la structure tridimensionnelle des organoïdes, ils ont pu mieux comprendre le fonctionnement d’un organe, car ces organoïdes possèdent des propriétés semblables à celles de l’organe qu’ils imitent, ici la peau humaine.
Le premier auteur de l’étude, Mingxing Lei, chercheur postdoctoral au laboratoire de cellules souches de l’USC, a dirigé cette recherche fascinante.
Le processus en six étapes de la croissance des cheveux
Lei et son équipe ont utilisé des organoïdes dérivés à la fois de cellules cutanées de nouveau-nés et d’adultes. Plus précisément, ils ont travaillé avec des cellules progénitrices, un type de cellule plus différencié que les cellules souches traditionnelles. Ces cellules ont été dissociées de la peau des nouveau-nés et des adultes avant d’être transplantées dans des souris nues.
Les chercheurs ont pris des images en accéléré des cultures en 3D pour observer le comportement cellulaire et le développement des cheveux.
Ils ont découvert que les cellules néonatales formaient des organoïdes ressemblant à la peau dans un processus en six étapes, débutant avec les cellules progénitrices dissociées (première étape), qui se sont rapidement agrégées (deuxième étape).
Ces agrégats cellulaires se sont ensuite transformés en kystes polarisés (troisième étape), puis en kystes coalescents (quatrième étape), avant de former une peau planaire (cinquième étape).
Enfin, la peau a développé des follicules (sixième étape), qui ont été transplantés dans une souris et ont produit des cheveux.
En revanche, les cellules cutanées progénitrices dissociées d’une souris adulte n’ont pas réussi à dépasser le stade de l’agrégation, ne produisant aucun cheveu.
Lei et ses collègues ont alors analysé les événements moléculaires et biophysiques qui sous-tendent ce processus en six étapes, expliquant que les chercheurs « ont utilisé une combinaison de bioinformatique et de criblages moléculaires » pour démêler ces mécanismes complexes.
Ils ont constaté une activité accrue dans divers gènes, y compris ceux impliqués dans la production de collagène — une protéine fibreuse que l’on trouve dans la peau et d’autres tissus conjonctifs — ainsi que dans la régulation de l’insuline, qui contrôle les niveaux de sucre dans notre circulation sanguine.
Stimuler la croissance des cheveux
En inhibant l’activité de certains gènes à différents stades du développement de l’organoïde, les scientifiques ont pu élucider leur rôle dans la transition d’une phase à l’autre.
« Notre étude élucide un relais d’événements moléculaires et de processus biophysiques au cœur du processus d’auto-organisation au cours de la morphogenèse tissulaire », écrivent les auteurs. « Des molécules clés de la transition morphologique à plusieurs étapes sont identifiées et peuvent être ajoutées ou inhibées pour restaurer le processus bloqué dans les cellules adultes. »
En effet, Lei et ses collègues ont appliqué ces connaissances moléculaires et génétiques à des organoïdes dérivés de cellules de peau adultes, dans le but de relancer le processus de croissance des cheveux.
De manière significative, Lei et son équipe ont réussi à stimuler la croissance des cheveux dans ces organoïdes. Les organoïdes adultes ont produit 40 % de cheveux en moins que ceux dérivés des nouveau-nés.
« Normalement, de nombreux individus vieillissants ne se développent pas bien, car les cellules adultes perdent graduellement leur capacité de régénération », explique le professeur Cheng-Ming Chuong, auteur principal de la Keck School of Medicine de l’USC. Cependant, les conclusions de son équipe pourraient potentiellement changer cette dynamique.
« Grâce à nos nouvelles découvertes, nous sommes en mesure de revitaliser les cellules de souris adultes, une avancée qui pourrait inspirer des stratégies pour stimuler la croissance des cheveux chez les patients atteints d’alopécie ou de calvitie », conclut le professeur Cheng-Ming Chuong.
Perspectives de recherche futures
Les avancées récentes dans la recherche sur les cellules souches et la croissance des cheveux ouvrent des perspectives passionnantes. Des études supplémentaires sont nécessaires pour explorer comment ces découvertes pourraient être appliquées à la médecine régénérative. Avec un intérêt croissant pour les thérapies basées sur les cellules souches, les chercheurs envisagent des applications potentielles pour d’autres types de perte de cheveux et même pour des traitements liés à d’autres affections dermatologiques.
Les résultats prometteurs de Lei et de son équipe pourraient également inspirer des recherches sur la manière de restaurer la fonction des cellules souches dans d’autres tissus vieillissants, avec l’espoir d’améliorer la qualité de vie de nombreux patients.
En somme, la stimulation de la croissance des cheveux à l’aide de cellules souches n’est pas seulement une avancée scientifique, mais un pas vers de nouvelles possibilités de traitement pour ceux qui en ont le plus besoin.
