L’ingénierie tissulaire de la peau a parcouru un long chemin ces dernières années, mais elle a du mal à progresser en passant de simples feuilles 2D de cellules tissulaires à la régénération d’un organe 3D complexe fonctionnant avec des follicules pileux, des glandes et des connexions à d’autres organes.
Maintenant, une nouvelle étude – par des chercheurs au Japon et publiée dans la revue – semble avoir fait un grand pas en avant dans la bioingénierie cutanée et la médecine régénérative.
La peau est un organe complexe qui remplit un certain nombre de fonctions. Elle est imperméable, fournit un amorti, protège les tissus plus profonds, excrète les déchets et régule la chaleur. Pour que cela se produise, un certain nombre de systèmes doivent fonctionner ensemble dans une architecture tissulaire 3D complexe.
Le Dr Takashi Tsuji, responsable de l’étude et directeur d’un laboratoire de régénération des organes au Centre de biologie du développement RIKEN (CDB) à Kobe, a déclaré :
« Jusqu’à présent, le développement de la peau artificielle a été entravé par le fait que la peau manquait d’éléments essentiels, 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 de gomme de souris et les ont utilisées pour faire pousser en laboratoire du tissu cutané complexe – complet 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. Ensemble avec les follicules pileux, elles forment une partie importante du «système d’organe tégumentaire» – la couche de tissu complexe entre la peau extérieure et intérieure.
Dans une peau fonctionnelle, le système tégumentaire se connecte à d’autres systèmes d’organes, 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 est une étape importante vers la création de greffes cutanées fonctionnelles pour les victimes de brûlures et d’autres patients qui ont besoin d’une nouvelle peau.
Les implants développés comme la peau normale
Pour l’étude, l’équipe a utilisé des produits chimiques pour faire régresser les cellules de la gomme de la souris dans un état ressemblant aux cellules souches. Comme les cellules souches embryonnaires, ces cellules dites souches pluripotentes induites (iPS) ont le potentiel de se différencier en presque n’importe quel autre type de cellule dans le corps.
En les cultivant, les chercheurs ont découvert que les cellules iPS se développaient correctement dans ce qu’on appelle un corps embryoïde (EB) – un amas de cellules 3D qui présente certaines similitudes avec un embryon en développement.
Les chercheurs ont implanté les CE chez la souris avec des systèmes immunitaires délibérément affaiblis. Les EB se sont progressivement différenciés en un tissu cutané complexe – à peu près 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 comme tissu tégumentaire.
Les chercheurs ont également constaté que lorsque le tissu implanté se développait en tissu tégumentaire, il établissait des connexions normales avec les tissus nerveux et musculaires environnants, lui permettant de fonctionner normalement.
Les auteurs notent qu’une caractéristique clé de leur succès était l’utilisation de la signalisation Wnt10b. Cette voie est bien connue pour être impliquée dans le contrôle des cellules souches qui se développent 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 pileux, rendant le tissu artificiel plus similaire à une peau normale.
Le Dr Tsuji conclut :
« Nous nous approchons de plus en plus du rêve de pouvoir recréer de véritables organes en laboratoire pour la transplantation, et nous pensons également que les tissus cultivés grâce à cette méthode pourraient servir d’alternative aux tests sur les animaux. »
Pendant ce temps, un autre pas en avant important pour la médecine régénérative a été observé dans le cadre d’un essai chinois où des enfants ont réussi à regagner de nouvelles lentilles oculaires après une chirurgie de la cataracte qui a enlevé les lentilles malades tout en laissant les capsules et les cellules souches intactes.
Perspectives et Recherches Futures
Ces avancées ouvrent la voie à une multitude de possibilités dans le domaine de la médecine régénérative. Les chercheurs explorent actuellement comment ces techniques peuvent être appliquées à d’autres types de tissus, comme le cartilage et le muscle. De plus, des études récentes montrent une augmentation significative du taux de réussite des greffes cutanées grâce à l’utilisation de cellules souches, avec des résultats prometteurs dans la réduction du rejet par le système immunitaire.
En 2024, il est essentiel de suivre ces développements, car ils pourraient révolutionner notre approche des traitements des brûlures, des maladies de la peau et même des greffes d’organes. Les implications éthiques et pratiques de ces technologies méritent également une attention particulière, alors que nous nous dirigeons vers une ère où la bioingénierie pourrait redéfinir les normes de la médecine moderne.
