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

Deux mois après transplantation sur la souris « nude », l’épiderme   humain est pluristratifié avec de la jonction dermo-épidermique   vers l’extérieur, quatre couches bien individualisées (voir figure ci dessous).

La couche basale ou assise germinative est pratiquement composée d’une seule rangée de cellules reposant sur la membrane basale sous-épidermique.

La couche spineuse constitue la plus grande partie de l’épiderme et comprend elle-même plusieurs strates de cellules disposées en mosaïque et dont la forme change progressivement dans les couches les plus élevées : d’abord polygonales, ces cellules s’aplatissent et prennent peu à peu un axe parallèle à la surface, en même temps que leur noyau plus clair que celui des cellules basales tend à voir sa couleur s’estomper.

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Coupe de peau humaine deux mois après transplantation sur la souris « nude »

La couche granuleuse comprend une à trois assises de cellules de teinte sombre, aplaties, qui contiennent des grains arrondis, appelés grains de kératohyaline.

La couche cornée   est formée de cellules au cytoplasme homogène, sans noyau, formant des lamelles qui perdent progressivement leur cohésion et se détachent. A chacune de ces couches correspond un état de différenciation du type cellulaire majoritaire de l’épiderme : le kératinocyte  .

Cette régénération semble être un processus centripète qui a lieu depuis les bords vers le centre du transplant, en association temporelle avec le rétablissement progressif de la vascularisation sous-jacente. A la périphérie de la greffe, l’épiderme humain apparaît nettement plus épais que celui de la souris (voir figure ci-dessous).

Avec des anticorps spécifique des cellules humaines dirigés contre les molécules du complexe d’histocompatibilité (anti-HLA-ABC), qui décorent l’ensemble de l’épiderme (BC16) ou uniquement les couches basales, ou qui colorent l’involucrine   humaine, nous avons pu démontrer que l’épiderme greffé reste d’origine humaine (voir figure ci dessous).

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Coupe transversale de l’épiderme humain, 1 mois après la greffe au centre du greffon (fig. 1) ou à la jonction entre la peau de souris et la peau humaine en histologie (fig.2), après immunomarquage avec un anticorps anti-HLA-ABC (fig.3), BC16 (fig 4), anti-involucrine humaine (fig. 5), ou BC1 (fig.6).
A la jonction entre la peau humaine et la peau de souris, on observe que seule la peau humaine plus épaisse est marquée par les anticorps spécifiques de l’homme (fig. 3, 4, 5, and 6).

Toutefois, ce dernier résultat ne permet pas de savoir si les principaux types cellulaires de l’épiderme, c’est à dire les kératinocytes, les cellules de Langerhans  , les mélanocytes  , et les cellules de Merkel  , sont présents dans le greffon et si ces cellules conservent leurs propriétés structurales et fonctionnelles.

Les kératinocytes représentent environ 95% des cellules de l’épiderme. L’utilisation d’anticorps monoclonaux et polyclonaux spécifiques des kératinocytes humains, confirme que les kératinocytes de l’épiderme transplanté sont d’origine humaine (voir figure ci dessous). Dans le cas où ces anticorps colorent des couches particulières de l’épiderme humain normal, le même marquage est observé dans celui de la peau transplantée, deux mois après la greffe (voir figure ci dessus).

La couche de cellules basales attachées à la membrane basale située à la jonction dermo-épidermique, constitue le compartiment prolifératif. Dans les couches épidermiques supérieures, les kératinocytes subissent une série de transformations morphologiques et biochimiques qui aboutit à la formation des cornéocyes morts, éliminés par desquamation. Cette différenciation des kératinocytes en cornéocytes résulte du déclenchement coordonné dans l’espace d’un certain nombre de mécanismes parmi lesquels la synthèse des kératines   et la formation de l’enveloppe cornée   sont les mieux décrits. Le programme normal de différenciation est parfois perturbé dans certaines maladies de la peau telles que le psoriasis. Il est intéressant d’étudier ce qu’il en est dans la peau humaine   greffée sur la souris « nude ».

 Conservation de la distribution des kératines dans l’épiderme transplanté

Afin de déterminer si les caractéristiques fonctionnelles des kératinocytes sont également conservées après la transplantation, nous avons utilisé des anticorps qui sans être spécifiques d’espèce, montrent des distributions de la coloration différentes dans les épidermes humains normaux ou pathologiques. La répartition du marquage obtenu avec ces anticorps peut ainsi servir d’indicateur de normalité. Par exemple, les anticorps monoclonaux anti-kératine , AE1 et KL1 colorent respectivement soit la couche basale (AE1), soit les cellules suprabasales et quelques cellules basales (KL1). Par contre dans le cas d’un épiderme hyperprolifératif, tel que celui qui provient de la peau de malades atteints du psoriasis, cette distribution de la coloration peut être entièrement modifiée. Dans ces conditions, AE1 colore la couche suprabasale de l’épiderme et KL1 toutes les cellules de l’épiderme.Nous n’avons donc pas utilisé ces anticorps dans le but de localiser un type particulier de kératine mais pour déterminer dans quelle mesure la distribution du marquage obtenu avec ces anticorps est normale dans l’épiderme de la peau humaine transplantée.

En fait, pendant toute la période de régénération de l’épiderme , c’est une coloration suprabasale avec AE1 et de l’épiderme entier avec KL1 qui est observée. Puis 1 mois après la transplantation, les cellules basales et quelques cellules suprabasales sont marquées par AE1, tandis que KL1 décorent des couches suprabasales et plus faiblement les couches basales. Finalement, deux mois après la greffe, la majorité de l’épiderme transplanté présente une coloration de peau humaine normale et seule une zone périphérique réduite se situant à la jonction homme-souris démontre un marquage ressemblant à celui des épidermes hyperprolifératifs.

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Coupe transversale de la peau humaine transplantée, deux mois après transplantation sur la souris nude. Marquage avec l’anticorps KL1 et contre-coloration au bleu Evans.
Seules les cellules épidermiques suprabasales sont décorées en jaune par l’anticorps KL1. La couche basale épidermique et le derme apparaissent en rouge en raison de la contre coloration.

Il apparaît donc que la distribution des kératines telle que le révèlent ces anticorps, et donc probablement le processus de kératinisation de l’épiderme, bien que modifié dans les premières semaines après la greffe, redeviennent finalement normaux.


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