Biologie de la peau
Régénération de l’épiderme de la peau humaine après transplantantation sur la souris « nude »

La différenciation des kératinocytes

lundi 27 décembre 2010 par Michel Démarchez

 La formation de l’enveloppe cornée

 L’involucrine et la transglutaminase  

Une autre fonction majeure des kératinocytes, à coté de la synthèse coordonnée des kératines, est la formation de l’enveloppe cornée des cornéocytes. Nous avons cherché à déterminer si elle s’effectuait de façon normale dans l’épiderme greffé. En microscopie électronique, l’enveloppe cornée apparaît sous la forme d’une bande opaque aux électrons apposée contre la face interne de la membrane plasmique.Sa formation résulte de l’activité de la transglutaminase, une enzyme qui catalyse l’établissement de liaisons peptidiques covalentes du type e(g-glutamyl)-lysine entre divers précurseurs protéiques (voir article dédié). Parmi ces derniers, l’involucrine est la mieux connue. Elle est chimiquement et immunochimiquement sans relation avec les kératines. Dans notre étude, nous avons pu disposer d’un anticorps polyclonal dirigé contre l’involucrine et d’un anticorps monoclonal dirigé contre la transglutaminase qui nous ont été aimablement fournis par F Watts et S. Thacher. L’utilisation de ces anticorps montre que l’involucrine et la transglutaminase (voir figures ci dessous) sont détectées dans les couches supérieures de la couche spineuse et dans la couche granuleuse de l’épiderme dans la peau humaine normale. La distribution de l’involucrine ou de la transglutaminase est apparue différente dans les épidermes hyperprolifératifs. Ils sont alors détectés de façon plus précoce pouvant dans des cas extrêmes devenir directement suprabasales. Dans la peau greffée, nous avons observé cette répartition suprabasale durant les deux premières semaines après la transplantation. Puis, aux stades plus tardifs, le marquage avec les anticorps est localisé dans des zones plus élevées. Deux mois après la greffe, dans la partie centrale du greffon, il ressemble à celui qui est observé dans la peau normale, en se limitant aux couches supérieures de la couche spineuse et à la couche granuleuse.

 L’activité de la transglutaminase dans la peau humaine transplantée

(en collaboration avec S. Michel)

Afin de confirmer les résultats obtenus avec l’anticorps anti-transglutaminase, nous avons utilisé un test enzymatique permettant de mettre en évidence la transglutaminase par son activité dans un tissu (Buxman et Wuepper, 1978). Au cours de ce test, des coupes congelées de tissu sont incubées avec de la dansylcadaverine, un substrat fluorescent de la transglutaminase. Dans cette méthode, l’enzyme présente dans la coupe de tissu est artificiellement mise dans des conditions d’incubation où elle est active (présence de calcium, par exemple) ; elle liera donc la dansylcadaverine à l’enveloppe cornée au même titre que ses autres substrat naturels, tels que l’involucrine et la loricrine  , par exemple. L’utilisation de cette technique confirma les résultats obtenus avec les anticorps (voir figure ci dessous).

Toutefois, si l’emploi de l’anticorps anti-transglutaminase et le test enzymatique sur coupe de tissu permettent de localiser l’enzyme dans l’épiderme, ni l’une, ni l’autre de ces deux méthodes n’offre la possibilité de déterminer la région où l’enzyme est effectivement active « in vivo ». Pour localiser la région où l’enzyme est active, nous avons injecté de la dansylcadaverine à des souris porteuses de greffes de peau humaine. Nous espérions ainsi que la transglutaminase épidermique allait utiliser ce marqueur fluorescent comme substrat et le lier de façon stable aux précurseurs de l’enveloppe. Quarante huit heures après l’injection, nous avons prélevé le greffon, fait des coupes congelées et observé au microscope à UV  . Dans ces conditions, il apparaît que la dansylcadaverine est présente dans une seule couche de l’épiderme situé à la limite entre la couche granuleuse et la couche cornée (voir figure ci dessous). Ce résultat n’est pas réellement surprenant. En effet, c’est dans cette zone que les organites des kératinocytes sont en cours de destruction et ce dernier processus s’accompagnant probablement d’une augmentation du taux de calcium dans la cellule, pourrait être l’une des causes de l’activation de la transglutaminase. C’est également dans cette de région que disparaît de façon abrupte le marquage avec l’anti-involucrine. Ce qui pourrait s’expliquer par le fait qu’une fois que l’involucrine est incorporée dans l’enveloppe, l’antigène détectable par l’anticorps est masqué. Si ce processus se faisait de façon progressive au cours des couches précédentes, le marquage de l’involucrine devrait disparaître selon un gradient décroissant, ce qui n’est pas le cas. de plus, un dosage des liaisons de type e(g-glutamyl)-lysine dans différentes couches de l’épiderme montre qu’il n’y en que des traces dans la partie inférieure de l’épiderme, puis qu’elle augmente brutalement dans la première couche de la couche cornée et restent en quantité stable dans les parties supérieures. Ainsi, alors que la transglutaminase et l’involucrine sont synthétisés dès les couches supérieures de la couche spineuse, la formation de l’enveloppe cornée dans laquelle ces deux protéines sont fortement impliquées, n’a lieu que plus tard, à la limite supérieure de la couche granuleuse.


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