Ces travaux de l’Université de Cologne révèlent le rôle clé des protéines « de polarité » cellulaires : L’une d’elles en particulier, Par3, contrôle les modifications mécaniques de la peau et régule la division cellulaire. Un dysfonctionnement dans ce processus peut entraîner des dommages à l'ADN. Trop de différenciation entraîne la perte de cellules souches et donc un vieillissement prématuré. Trop de divisions cellulaires peuvent entraîner le développement d’un cancer de la peau. Ces régulateurs de polarité qui contrôlent la mécanique cellulaire de notre peau assurent ainsi son homéostasie et apparaissent comme des cibles prometteuses pour lutter contre le vieillissement de la peau ou booster la cicatrisation des plaies cutanées.
La peau constitue une barrière cruciale pour nous protéger du monde extérieur. Sa fonction n'est pas seulement de nous protéger des agents pathogènes ou des produits chimiques toxiques, mais aussi de maintenir l'hydratation de notre corps. Mais, pour fonctionner correctement, cette barrière cutanée constituée par notre épiderme doit constamment conserver un équilibre entre cellules sénescentes éliminées et cellules souches et nouvelles, qui viennent remplacer celles qui ont été perdues ou éliminées. L'épiderme de la peau est constitué de plusieurs couches aux fonctions différentes. Les cellules souches cutanées sont responsables de la capacité d'auto-renouvellement de la peau.
L'équilibre du système cutané se joue via ces protéines de polarité
Dans une étude précédente, l’équipe avait déjà montré que l'inactivation de la protéine de polarité Par3 entraînait un déclin des cellules souches et donc une altération de l'homéostasie cutanée et un vieillissement prématuré de la peau. Cependant, le mécanisme sous-jacent à l’activité ou l’inactivation de Par3 restait mal compris. Avec cette nouvelle étude, les scientifiques démontrent l’influence directe de Par3 sur l'homéostasie de la peau par une action de contrôle des propriétés mécaniques des kératinocytes, la principale cellule épithéliale de la peau. L’auteur principal, le Dr Sandra Iden, ajoute : « la protéine de polarité régule également la fonction de barrière et l'orientation de la division cellulaire ».
Inactivation de la protéine de polarité et dommages à l'ADN cellulaire : la nouvelle étude est basée sur ce précédent constat qu’une inactivation de Par3 entraîne des défaillances de division cellulaire avec des réactions de dommages à l'ADN. Sur des souris soumises aux rayons UV avec et sans Par3, l’équipe comprend que la réaction de dommages de l'ADN et les divisions cellulaires aberrantes peuvent être 2 phénomènes étroitement liés (Voir visuel « Peau et follicules pileux de souris, présentant des lésions de l'ADN -en vert- dans l'épithélium de la peau- Cellules souches du follicule pileux -en violet-. »
Ces travaux in vitro et in vivo montrent ainsi que :
- Par3 est un important régulateur de la contractilité des kératinocytes, indispensable au maintien de la précision des événements de la division cellulaire ;
- l'absence de Par3 entraîne des erreurs de mitose, générant un signal d'alerte et une cascade de réactions aboutissant à des dommages à l'ADN qui favorisent ensuite une différenciation prématurée et un déclin des cellules souches ;
- en synthèse, les protéines de polarité fondamentales telles que Par3 orientent les réseaux mécanochimiques indispensables pour conserver une capacité d'auto-renouvellement de la peau.
Cette compréhension du mécanisme de renouvellement et de conservation de l'épithélium cutané pourrait permettre de futures applications médicales : cibler ces protéines de polarité pourrait permettre de lutter contre le vieillissement cutané ou encore booster l’épithélialisation dans le traitement des plaies.
Source: Nature Communications 29 July 2019 Polarity signaling ensures epidermal homeostasis by coupling cellular mechanics and genomic integrity (Viisuel Martim Dias Gomes)
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