Ces travaux de l’Université de Californie – Irvine qui décryptent l'évolution de l’expression génique et les trajectoires de différenciation des cellules épidermiques lors de la cicatrisation d’une plaie cutanée. Cette recherche expérimentale, menée chez la souris et publiée dans la revue Cell Reports permet notamment de mieux comprendre le retard de cicatrisation et la chronicité des plaies chez les patients diabétiques.
L’équipe californienne apporte la première photographie complète des principaux changements qui se produisent dans les cellules cutanées lorsqu’elles se préparent puis enclenchent le processus de cicatrisation. Ces travaux apportent ainsi de nouvelles données sur les problèmes de cicatrisation des plaies rencontrés avec différentes conditions pathologiques, dont le diabète. « C’est le premier décryptage complet des principaux changements dans l'hétérogénéité cellulaire de l'homéostasie cutanée à la cicatrisation » explique l’auteur principal, le Dr Xing Dai, professeur de chimie biologique et de dermatologie à l'UCI School of Medicine.
4 états basocellulaires épidermiques dans la peau homéostatique
En cas de blessure cutanée, la peau doit modifier sa dynamique cellulaire pour déclencher et permettre une cicatrisation efficace et une restauration rapide de la barrière protectrice. On sait que la cicatrisation des plaies est un processus précisément réglementé composé de plusieurs étapes distinctes qui se chevauchent (inflammation, réépithélialisation et remodelage cicatriciel). Ces 3 étapes exigent des actions coordonnées des différents types de cellules, épidermiques, dermiques, immunitaires et endothéliales. La ré-épithélialisation est permise par la migration et la prolifération des cellules épidermiques à la périphérie de la plaie. Cependant il reste une incertitude sur le modèle de migration des cellules épidermiques pendant la réépithélialisation de la plaie : 2 modèles sont discutés :
- les cellules basales migrent d'abord dans le lit de la plaie et se convertissent unidirectionnellement en cellules suprabasales,
- les cellules épidermiques périphériques de la plaie rampent de telle sorte que les cellules suprabasales migrent et deviennent des cellules basales.
De récentes études d'imagerie ont déjà permis de définir des zones distinctes d'activités cellulaires épidermiques dans la zone de la plaie :
- une zone migratoire autour des berges de la plaie où les cellules basales et suprabasales se déplacent vers le centre de la plaie ;
- une zone intermédiaire et mixte de migration et de prolifération coordonnées ;
- une zone hyperproliférative- la plus éloignée des berges de la plaie.
Cependant on ignore le nombre exact d'états de transcription distincts pour les cellules épidermiques de la plaie durant la cicatrisation. Ici, les chercheurs effectuent un séquençage d'ARN unicellulaire de cellules de peau de souris normale ou blessée et identifié quatre états cellulaires distincts dans la peau normale qui changent d’expression génique pendant la cicatrisation.
4 états de transcription distincts sont mis en évidence avec cette recherche, dans la couche basale épidermique en situation d'homéostasie ou d’état stable de la peau. À l'aide de techniques de séquençage d'ARN unicellulaire couplées l'imagerie par fluorescence, l'équipe identifie en effet 3 états basocellulaires non prolifératifs dans la peau homéostatique et 1 état prolifératif. Ces 4 états diffèrent par leurs préférences métaboliques et suivent un modèle «hiérarchique» lors du processus de ré-épithélialisation de la plaie, le processus par lequel la peau et les muqueuses remplacent les cellules épithéliales superficielles lésées en cas de plaie. De plus ces 4 états apparaissent répartis spatialement sur la surface de la plaie.
L’identification de ces 4 états contribue à mieux comprendre la dynamique cellulaire spécifique à l’échelle unicellulaire et tissulaire et la génétique de la cicatrisation. L’étude fournit une perspective complète de la dynamique cellulaire épidermique et des états de transition pendant l'homéostasie et la cicatrisation.
Source: Cell Reports March 17, 2020 DOI : 10.1016/j.celrep.2020.02.091 Defining Epidermal Basal Cell States during Skin Homeostasis and Wound Healing Using Single-Cell Transcriptomics (Visuel UCI School of Medicine)
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