Une percée pourrait mettre fin au problème de perte de cheveux
Une équipe de chercheurs japonais étudiant les processus de croissance des follicules pileux et de pigmentation des cheveux a réussi à générer des follicules pileux en culture. C’est ce que rapporte la revue Science Advances. Leur modèle in vitro du follicule pileux contribue à la compréhension du développement du follicule pileux, ce qui pourrait contribuer au développement d’applications utiles pour le traitement des troubles de la chute des cheveux, les essais sur les animaux et le dépistage de médicaments.
Au cours du développement de l’embryon, des interactions se produisent entre la couche externe de la peau, appelée couche épidermique, et le tissu conjonctif, appelé mésenchyme. Ces interactions fonctionnent comme une sorte de système de messagerie pour déclencher la morphogenèse du follicule pileux. La morphogénèse est le processus par lequel les cellules d’un organisme s’organisent pour former des tissus et des organes.
Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont exploré des mécanismes cruciaux liés au développement des follicules pileux en utilisant des modèles animaux. Comme la compréhension complète de ces mécanismes de développement du follicule pileux reste un défi, la morphogenèse du follicule pileux n’a pas été reproduite avec succès dans une boîte de culture de laboratoire.
Les organoïdes sont des versions minuscules et simples d’un organe, que les scientifiques produisent et utilisent pour étudier le développement et la pathologie des tissus et des organes dans une boîte de culture de laboratoire. « Les organoïdes sont un outil prometteur pour élucider les mécanismes de la morphogenèse des follicules pileux in vitro », déclare Tatsuto Kageyama, professeur adjoint à la Faculté d’ingénierie de l’Université nationale de Yokohama.
L’équipe de recherche a fabriqué des organoïdes de follicules pileux en contrôlant la structure générée par les deux types de cellules embryonnaires à l’aide d’une concentration assez faible de matrices extracellulaires. La matrice extracellulaire est le cadre de lorganisme qui structure les cellules et les tissus. Les matrices extracellulaires ont ajusté l’espace entre les deux types de cellules embryonnaires d’une configuration en forme de cloche à une configuration en forme de noyau. Les follicules pileux nouvellement formés avec des caractéristiques typiques sont apparus dans des amas en forme de coquille. Ces amas en forme de noyau augmentent la surface de contact entre deux régions cellulaires afin de renforcer les mécanismes qui contribuent à la croissance du follicule pileux.
Le système de culture organoïde développé par l’équipe de recherche a généré des follicules pileux et des tiges capillaires avec une efficacité de presque 100%. Les organoïdes des follicules pileux produisent des follicules pileux complètement matures avec des tiges de poils longs (environ 3 mm de long après 23 jours de culture). Au cours de cette croissance, les chercheurs ont pu suivre in vitro la morphogenèse et la pigmentation des follicules pileux et comprendre les voies de signalisation impliquées dans ces processus.
Les chercheurs ont examiné la viabilité des organoïdes du follicule pileux pour le dépistage des médicaments et la médecine régénérative. Ils ont ensuite ajouté au milieu de culture un médicament stimulant les mélanocytes, qui joue un rôle clé dans la production de la pigmentation capillaire. Grâce à l’ajout de ce médicament, les chercheurs ont considérablement amélioré la pigmentation des fibres capillaires.
En outre, en transplantant les organoïdes du follicule pileux, ils ont obtenu une régénération efficace du follicule pileux avec des cycles de cheveux répétés. Ils croient que le modèle in vitro du follicule pileux pourrait s’avérer utile pour mieux comprendre l’induction du follicule pileux, pour évaluer la pigmentation des cheveux et les médicaments pour la croissance des cheveux, et pour régénérer les follicules pileux.
Ces résultats pourraient également être appliqués à d’autres systèmes organiques et contribuer à la compréhension de l’évolution des processus physiologiques et pathologiques. Pour les recherches futures, l’équipe prévoit optimiser son système de culture organoïde avec des cellules humaines. « La prochaine étape consiste à utiliser des cellules d’origine humaine et à les appliquer à la mise au point de médicaments et à la médecine régénérative », explique Junji Fukuda, professeur au Collège d’ingénierie de l’Université nationale de Yokohama.
Ses recherches futures pourraient ouvrir de nouvelles voies pour le développement de nouvelles stratégies de traitement des troubles de la perte de cheveux, comme l’alopécie androgène, qui est fréquente chez les hommes et les femmes.
