Notre peau peut parfois nous donner du fil à retordre, mais il y a une chose sur laquelle nous pouvons toujours compter, c’est qu’elle ne se mette pas à répandre du sang et de la sueur partout, malgré le fait que nous perdons environ 500 millions de cellules toutes les 24 heures.
En effet, nous remplaçons toute la couche externe de notre peau toutes les deux à quatre semaines, mais celle-ci ne coule jamais. Les scientifiques pensent avoir compris pourquoi en 2016 : notre peau est constituée d’un agencement unique de formes appelées tétrakaïdécaèdres, qui ne laissent jamais de vide, même lorsque des cellules individuelles sont éliminées.
“Notre étude nous aide également à comprendre comment les cellules qui composent notre peau peuvent activer un mécanisme permettant de fabriquer une sorte de colle, qui lie les cellules entre elles, garantissant ainsi le maintien de l’intégrité de notre peau”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Reiko Tanaka, de l’Imperial College de Londres, en décembre 2016.
Tanaka et son équipe ont décidé d’étudier les différentes couches qui composent l’épiderme des mammifères – notre barrière protectrice de la peau.
Des études antérieures avaient révélé que l’épiderme des mammifères présente deux barrières physiques principales dans les deux couches supérieures de l’épiderme.
Près de la surface se trouve une barrière d’interface air-liquide formée par la couche la plus externe de la peau, appelée stratum corneum, et en dessous, une barrière d’interface liquide-liquide formée par les jonctions serrées – des zones incroyablement étroites entre les cellules cutanées en tesselles qui sont pratiquement imperméables aux fluides.
Si les scientifiques étudient depuis longtemps la couche la plus externe de l’épiderme, qui se débarrasse en permanence des cellules mortes pour les remplacer par des cellules plus saines, on sait peu de choses sur la fine barrière cutanée secondaire qui se trouve en dessous, appelée stratum granulosum.
Le stratum granulosum est essentiel pour garantir que notre peau ne fuit pas, car c’est la couche où se forment les jonctions serrées, et la couche la plus externe de la peau ne pourrait pas se former sans elles.
Le stratum granulosum joue également un rôle important dans le processus de mue.
Pour que les mammifères se débarrassent de leur couche externe de peau, de nouvelles cellules cutanées doivent être produites en permanence dans les couches inférieures de l’épiderme, avant d’être déplacées vers le stratum granulosum, où elles remplacent les vieilles cellules cutanées, qui sont ensuite poussées vers la couche la plus externe de l’épiderme pour la mue.
Avant 2016, personne n’avait réussi à comprendre exactement comment les cellules du stratum granulosum pouvaient être remplacées sans perturber la barrière de jonction serrée qui garantit que nous ne commençons pas à laisser échapper des fluides corporels partout.
Le professeur Tanaka et son équipe ont utilisé une technique d’imagerie appelée microscopie confocale pour examiner les cellules du stratum granulosum dans les oreilles des souris, et ont découvert que la forme de ces cellules est cruciale pour le type de barrière qu’elles forment.
La forme est essentiellement une version aplatie de ce que l’on appelle un tétrakaïdécaèdre de Kelvin : un polyèdre à 14 côtés, dont six rectangulaires et huit hexagonaux :
Tomruen/Wikimedia
Cette structure a été proposée pour la première fois en 1887 par le physicien mathématicien et ingénieur écossais William Thomson (Lord Kelvin), qui a déclaré qu’elle était la meilleure forme pour remplir l’espace.
Dans les images des couches de l’épiderme de souris, une version aplatie de cette forme semble former des jonctions serrées sur chacun de ses bords, assurant le maintien d’une barrière continue malgré les allées et venues constantes des cellules individuelles.
“Il est étonnant de penser qu’un concept abstrait d’une forme conçue par le mathématicien Lord Kelvin il y a plus d’un siècle puisse être une forme importante dans la nature, aidant notre peau à maintenir son efficacité en tant que barrière”, déclare Tanaka.
L’équipe a découvert que cette forme permet aux nouvelles cellules cutanées de remplacer les anciennes en produisant une protéine qui agit comme une “colle” temporaire, qui maintient l’ancienne cellule cutanée du dessus et la nouvelle cellule cutanée du dessous en jonction étroite avec celles qui les entourent, de sorte que même si la cellule du dessus est perdue, la barrière reste intacte.
Vous pouvez voir le processus ci-dessous :
Bien que les expériences n’aient été menées que sur des souris, l’épiderme des mammifères est très similaire d’une espèce à l’autre, notamment dans les couches profondes.
Les chercheurs affirment que si les cornéocytes – un type de cellule de la peau situé dans la couche la plus externe de l’épiderme – sont plus bigarrés chez l’homme que chez la souris, leur modèle en tétrakaïdécaèdre s’applique toujours, et cela pourrait faire une grande différence dans la recherche sur les affections cutanées humaines.
Selon l’équipe, une meilleure compréhension de la façon dont l’épiderme des mammifères maintient ses jonctions serrées pourrait expliquer les causes profondes des affections cutanées chroniques telles que l’eczéma et le psoriasis – des maux courants qui sont frustrants et difficiles à prévenir ou à traiter.
“Des ‘dysfonctionnements’ dans la production des jonctions serrées pourraient être un facteur contribuant à expliquer pourquoi certaines personnes souffrent d’affections telles que l’eczéma, où la barrière cutanée est affaiblie, ce qui entraîne une infiltration bactérienne, une inflammation, un grattage et une infection supplémentaire”, expliquent les chercheurs.
“Dans d’autres cas, les défaillances de la barrière entre les cellules – les jonctions serrées – peuvent expliquer en partie pourquoi, dans le psoriasis, il y a une surproduction de cellules épidermiques, ce qui provoque des plaques épaisses de peau à la surface.”
L’équipe prévoit maintenant de comprendre comment l’épaisseur de la peau est déterminée dans les couches de l’épiderme, et comment l’équilibre entre la croissance et l’élimination des cellules est maintenu, afin d’identifier l’origine des défauts ou des dysfonctionnements.
Cette recherche a été publiée dans eLife.