Cette approche basée sur les cellules souches régénérera les plaies dans une peau saine

Les personnes souffrant de brûlures graves, d'escarres ou de maladies chroniques telles que le diabète risquent de développer des plaies appelées ulcères cutanés, qui peuvent s'étendre à plusieurs couches de la peau.

En plus d'être extrêmement douloureuses, ces blessures peuvent entraîner des infections ou des amputations graves, parfois mortelles. En règle générale, ces ulcères sont traités en transplantant chirurgicalement la peau existante pour recouvrir la plaie. Cependant, lorsque l'ulcère est particulièrement important, il peut être difficile de greffer suffisamment de peau. Dans de tels cas, les chercheurs peuvent isoler les cellules souches de la peau d'un patient, les cultiver en laboratoire et les transplanter chez le patient. Mais la procédure est longue, risquée pour le patient et pas nécessairement efficace.

L'augmentation spectaculaire des taux de diabète souligne à elle seule le besoin urgent de développer de nouvelles méthodes efficaces pour le traitement des ulcères cutanés.

Mon laboratoire à l'Institut Salk se concentre sur le développement d'approches basées sur les cellules souches pour «reprogrammer» des cellules d'un type à un autre à des fins de médecine régénérative.

Dans un rapport dans le journal La nature, nous décrivons une nouvelle technique permettant de convertir directement les cellules naturellement présentes dans une plaie ouverte en de nouvelles cellules cutanées en reprogrammant les cellules blessées dans un état semblable à celui des cellules souches, dans lequel les cellules retournent à un état antérieur, plus souple, à partir duquel elles peuvent développer en différents types de cellules.

Un chercheur postdoctoral de mon laboratoire, Masakazu Kurita, qui a une formation en chirurgie plastique, savait qu'une étape cruciale dans la cicatrisation des plaies était la migration de cellules ressemblant à des cellules souches appelées kératinocytes basales - d'une peau non endommagée à proximité.

Les kératinocytes basaux sont des précurseurs de nombreux types de cellules cutanées. Mais les grandes plaies graves telles que les ulcères cutanés ne présentent plus de kératinocytes basaux. De plus, à mesure que ces plaies guérissent, les cellules qui se multiplient dans la région - appelées cellules mésenchymateuses - sont principalement impliquées dans la fermeture de la plaie et de l'inflammation, mais elles ne peuvent pas reconstruire une peau saine.

Nous voulions convertir ces cellules mésenchymateuses en kératinocytes basaux, sans jamais les sortir du corps.

Pour ce faire, nous avons comparé les niveaux de différentes protéines dans les deux types de cellules - les cellules mésenchymateuses et les kératinocytes - afin de déterminer ce qui les distinguait et de déterminer ce qu’il faudrait changer pour reprogrammer un type de cellule en un autre.

Nous avons identifié 55 protéines, appelées «facteurs de reprogrammation», potentiellement impliquées dans la détermination et le maintien de l'identité cellulaire des kératinocytes basaux. Nous avons mené d'autres expériences sur chaque facteur de reprogrammation potentiel et avons réduit la liste à quatre facteurs qui transformeraient les cellules mésenchymateuses en kératinocytes basaux in vitro dans des boîtes de Pétri. Ces kératinocytes forment alors toutes les cellules présentes dans une nouvelle peau en bonne santé.

Nous avons ensuite testé la puissance de ces quatre facteurs pour traiter les ulcères cutanés chez la souris. Juste 18 jours après avoir appliqué une solution topique contenant ces quatre facteurs directement sur les ulcères, nous avons assisté à la guérison. Ces quatre facteurs ont reprogrammé les cellules mésenchymateuses de la plaie en kératinocytes, qui ont ensuite grandi pour former de nombreux types de cellules constituant une peau saine, fermant et guérissant la plaie. Ces cellules ont continué à se développer et à rejoindre la peau environnante, même dans les grands ulcères. Trois mois et six mois plus tard, lorsque nous avons examiné les souris, nous avons constaté que les cellules nouvellement créées fonctionnaient comme une peau saine. La peau des rongeurs guérit différemment de la peau humaine, il n'y avait donc pas de tissu cicatriciel visible, même s'il aurait dû être là.

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour garantir la sécurité de cette approche, notamment à long terme, mais comme test initial du concept, les résultats sont très prometteurs.

Nous sommes optimistes sur le fait que notre approche représente une première preuve de principe pour la régénération in vivo de tout un tissu tridimensionnel, tel que la peau, et pas uniquement des types de cellules individuelles. Outre la cicatrisation des plaies, notre approche pourrait être utile pour réparer les dommages cutanés, contrer les effets du vieillissement et nous aider à mieux comprendre le cancer de la peau.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Juan Carlos Izpisua Belmonte. Lisez l'article original ici.