Induction of a Regenerative State in Hair Follicle Stem Cells by Helium Plasma-Activated Medium Through Coordinated Regulation of Regenerative Programs
Cette étude démontre que le milieu activé par plasma d'hélium induit un état de régénération coordonné dans les cellules souches du follicule pileux en stimulant simultanément les activités métaboliques et migratoires tout en surexprimant les gènes clés associés à l'activation des cellules souches, à la compétence migratoire et à la plasticité épithéliale.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Les cheveux poussent selon des cycles, un rythme discret de dormance et d'activité géré par un petit réservoir de cellules souches nichées au creux du follicule. Ces cellules sont l'équipe de réparation du corps, capables de se réveiller pour remplacer les cheveux perdus ou cicatriser une coupure, mais elles restent souvent endormies jusqu'à ce qu'un signal les incite à bouger. Depuis des décennies, les scientifiques cherchent des moyens de réveiller ces cellules plus efficacement, en cherchant des méthodes qui soient sûres et précises. Un outil émergent est le plasma atmosphérique froid, un flux de gaz ionisé qui ressemble à de l'air à température ambiante mais qui transporte un mélange complexe de particules chargées et de molécules réactives. Lorsque ce plasma touche un liquide, il crée un « milieu activé par le plasma », une solution remplie de ces espèces réactives qui peuvent communiquer avec les cellules sans les brûler. La question que les chercheurs se posent est de savoir si ce liquide peut spécifiquement réveiller les cellules souches des follicules pileux et les guider pour qu'elles accomplissent mieux leur tâche.
Une équipe de chercheurs de l'Université Kharazmi et de collaborateurs s'est donné pour mission de répondre à cela en testant un type spécifique de ce liquide activé par le plasma, fabriqué à partir de gaz hélium, sur des cellules souches de follicules pileux prélevées sur des rats. Ils voulaient voir si ce traitement pouvait améliorer les niveaux d'énergie des cellules, leur capacité de mouvement et leurs instructions génétiques pour la régénération. Les scientifiques ont isolé les cellules souches à partir des coussinets de vibrisses des rats, une région connue pour abriter ces cellules vitales, et les ont cultivées dans une boîte de Petri. Ils les ont ensuite exposées au liquide activé par le plasma d'hélium pendant des durées variables et à différentes tensions électriques afin de trouver la recette parfaite. Ils cherchaient un équilibre : trop de plasma pourrait nuire aux cellules, mais la bonne quantité pourrait agir comme une légère impulsion pour lancer le processus de guérison.
Les résultats ont montré que le traitement fonctionnait, mais seulement sous des conditions très spécifiques. Lorsque les cellules étaient exposées au liquide généré à 14 kilovolts pendant 30 secondes, ou à 12 kilovolts pendant 60 secondes, elles devenaient nettement plus actives. Ces cellules traitées consommaient plus d'énergie et se déplaçaient beaucoup plus rapidement à travers la boîte que les cellules non traitées, fermant une plaie simulée dans la couche cellulaire dans une plus grande mesure après une période fixe de 48 heures. Ce mouvement est crucial car, lors d'une véritable blessure, les cellules souches doivent se déplacer vers le site endommagé pour commencer la réparation. Les chercheurs ont constaté que les cellules traitées avec la dose de 12 kilovolts pendant 60 secondes présentaient le taux de fermeture de plaie le plus élevé, soit 92,4 %, contre 82,6 % pour la dose de 14 kilovolts pendant 30 secondes, les deux dépassant de manière significative le groupe témoin qui était de 59,8 %.
En creusant davantage ce qui se passait à l'intérieur des cellules, l'équipe a examiné les gènes qui contrôlent le comportement des cellules. Ils ont découvert que le traitement ne se contentait pas de faire bouger les cellules plus rapidement ; il recâblait leurs instructions internes pour préparer la régénération. Les cellules augmentaient le volume des gènes responsables du réveil de l'état de dormance, des gènes qui les aident à migrer vers une plaie, et des gènes qui leur permettent de changer de forme et de s'adapter à de nouveaux environnements. Plus précisément, le traitement a provoqué une augmentation massive d'un gène appelé CXCR4, qui agit comme une boussole guidant les cellules vers les sites de réparation, et a stimulé les gènes connus pour contrôler le cycle de croissance des cheveux. Parallèlement, les cellules ont augmenté la production de gènes permettant de passer d'un état cellulaire à un autre, une flexibilité essentielle pour une réparation tissulaire réussie.
L'étude suggère que ce liquide à base d'hélium agit comme un signal coordonné, disant aux cellules souches de se réveiller, de se préparer à bouger et de devenir assez flexibles pour reconstruire les tissus. Les chercheurs ont noté que cet effet dépend fortement des réglages utilisés ; d'autres combinaisons de tension et de temps n'ont eu aucun effet ou ont même ralenti les cellules, soulignant que la dose doit être précise pour être bénéfique. Bien que l'étude ait été menée dans une boîte de Petri en laboratoire et n'ait pas testé la croissance des cheveux sur des animaux vivants, les résultats constituent une base solide pour comprendre comment la médecine du plasma pourrait un jour être utilisée pour traiter la perte de cheveux ou accélérer la cicatrisation des plaies. Ces travaux ouvrent la voie à un avenir où une simple pulvérisation non invasive de liquide activé par le plasma pourrait aider les propres cellules souches du corps à accomplir leur travail plus efficacement, transformant une équipe de réparation dormante en une force active de régénération.
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