A study of primary culture and stem cell identification staining of human dermal papilla cells

Au plus profond de la peau, là où les follicules pileux prennent racine, se trouve un minuscule amas de cellules connu sous le nom de papille dermique. Ces cellules agissent comme le centre de commandement de la croissance des cheveux, envoyant des signaux qui indiquent au follicule quand commencer à faire pousser un nouveau cheveu et quand se reposer. Au-delà de la simple gestion du cycle capillaire, ces cellules possèdent une qualité spéciale : elles se comportent comme des cellules souches, la matière première du corps capable de se transformer en de nombreux types de tissus différents. En raison de cette capacité unique, les scientifiques cherchent depuis longtemps à les cultiver en laboratoire. Si les chercheurs parviennent à isoler et à multiplier ces cellules avec succès, ils pourraient ouvrir de nouvelles voies pour traiter la perte de cheveux ou réparer la peau endommagée. Cependant, extraire ces cellules de la peau sans les endommager a traditionnellement été un processus lent et difficile, nécessitant souvent une découpe manuelle délicate qui risque de provoquer une contamination et ne produit que très peu de cellules.

Une équipe de chercheurs en Chine s'est donné pour mission d'améliorer ce processus. Ils ont développé une nouvelle méthode pour extraire ces cellules de la papille dermique à partir de tissu du cuir chevelu humain, puis ont observé attentivement le comportement des cellules une fois qu'elles ont grandi dans une boîte de culture. L'équipe a commencé avec de petits morceaux de peau contenant des follicules pileux, qu'elle avait obtenus auprès de six donneurs différents avec leur permission. Au lieu d'essayer de découper ces minuscules cellules à la main, ils ont utilisé une enzyme spécifique, un type de protéine qui agit comme un solvant biologique, pour desserrer délicatement le tissu. Ils ont placé les morceaux de peau dans une solution contenant cette enzyme pendant deux heures, permettant au tissu de ramollir. Pour s'assurer que les follicules pileux se séparaient complètement de la graisse et de la peau environnantes, ils ont doucement secoué le mélange pendant cinq minutes. Cette étape était cruciale ; elle a aidé à libérer les papilles dermiques du reste du tissu sans les endommager.

Une fois le tissu desserré, les chercheurs ont utilisé une machine pour faire tourner le mélange à grande vitesse, provoquant la sédimentation des follicules pileux et des papilles plus lourds au fond du tube, tandis que la graisse et les débris plus légers flottaient. Ils ont répété ce processus de lavage et de centrifugation pour nettoyer soigneusement l'échantillon. Sous un microscope, les chercheurs pouvaient voir les papilles dermiques comme de petites structures en forme de poire ou d'ovale. Ils les ont soigneusement prélevées avec des pinces fines et les ont placées dans une boîte de culture. Pour aider les cellules à croître, ils ont ajouté un liquide riche en nutriments contenant des facteurs de croissance spécifiques, notamment des substances qui encouragent les cellules à se diviser et à rester jeunes. Ils ont ensuite surveillé la boîte pendant vingt-sept jours, observant comment les cellules se déplaçaient et se multipliaient.

Les résultats ont montré que la nouvelle méthode fonctionnait bien. En quelques jours après avoir placé les papilles dans la boîte, les cellules ont commencé à migrer vers l'extérieur à partir du groupe central. Ces cellules ont poussé selon un motif radial, s'étendant comme les rayons d'une roue. Les cellules les plus proches de la papille d'origine étaient petites et serrées les unes contre les autres, tandis que celles situées plus loin s'étiraient en de longues formes fusiformes. Au cours du mois, le groupe central s'est aplati, passant d'une forme tridimensionnelle à une couche bidimensionnelle, pourtant la papille d'origine est restée visible et distincte même au vingt-septième jour. Cette croissance constante suggérait que les cellules étaient saines et actives.

Pour confirmer que ces cellules en croissance étaient bien les cellules souches qu'ils espéraient trouver, les chercheurs ont utilisé plusieurs techniques de coloration différentes, qui sont comme des surligneurs chimiques faisant briller ou changer de couleur certaines caractéristiques cellulaires. Ils ont d'abord recherché la phosphatase alcaline, une enzyme souvent présente dans les cellules souches actives. Ils ont constaté que les cellules brillant avec ce marqueur étaient regroupées étroitement autour du centre où se trouvait la papille, avec très peu d'apparences sur les bords. Ils ont utilisé une seconde méthode, un colorant fluorescent spécial qui cible les cellules souches vivantes, et ont observé un schéma similaire : les cellules brillantes étaient concentrées au milieu, avec seulement quelques-unes éparpillées à la périphérie. La cohérence entre ces deux tests différents a donné aux chercheurs des preuves solides que les cellules souches étaient présentes et prospéraient au centre de la culture.

L'équipe a également recherché deux autres marqueurs. L'un était une protéine appelée Sox2, essentielle pour maintenir les cellules souches dans leur état brut et non différencié. Lorsqu'ils ont recherché cette protéine, ils l'ont vue briller à l'intérieur des noyaux des cellules, confirmant que les cellules conservaient leurs propriétés de cellules souches. Le dernier marqueur testé était la versicane, une protéine structurelle impliquée dans la croissance des cheveux. Curieusement, les cellules brillant pour la versicane se trouvaient principalement aux bords extérieurs du groupe en croissance, plutôt qu'au centre. Cela suggère que, si le cœur de la culture détenait les cellules souches les plus puissantes, les cellules à l'extérieur mûrissaient et prenaient des rôles différents à mesure qu'elles s'étendaient.

L'étude conclut que cette technique d'isolation améliorée est un moyen efficace d'obtenir un grand nombre de cellules de la papille dermique saines qui conservent leurs capacités de cellules souches. En combinant une digestion enzymatique douce avec une étape de secouage spécifique, les chercheurs ont pu séparer les cellules plus efficacement qu'auparavant. Le fait que ces cellules aient bien poussé et aient montré de multiples signes de cellules souches confirme que la papille dermique est effectivement une source riche de ces cellules puissantes. Cette découverte constitue une base solide pour les travaux futurs, offrant un moyen fiable de rassembler les cellules nécessaires pour étudier comment les cheveux poussent et potentiellement pour développer de nouveaux traitements pour les affections cutanées et capillaires.